DE102005036332B4 - positioning - Google Patents

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Abstract

Positioniereinrichtung (1) zur automatischen Positionierung einer Welle (2), die mit einer Einstellachse einer Maschine koppelbar ist, wobei die Positioniereinrichtung (1) eine mit der Welle (2) mechanische gekoppelte Stellvorrichtung (3), eine elektrische Steuereinrichtung (66) mit einem Bus-Controller (62) und ein Meßsystem zur Erfassung der Position der Welle (2) aufweist, wobei das Meßsystem eine erste Meßeinrichtung (4) aufweist, die einen mit der Welle (2) mechanisch gekoppelten, drehbar gelagerten Magneten (41) und ein oberhalb oder unterhalb des Magneten (41) im wesentlichen rechtwinklig zur Drehachse des Magneten angeordnetes Feld von zwei oder mehr Magnetfeldsensoren (43) mit einer zugeordneten Auswerteelektronik (44) aufweist, die so ausgestaltet ist, dass sie aus den Meßwerten der Magnetfeldsensoren (43) die absolute Winkellage des Magneten (41) zu dem Feld von Magnetfeldsensoren (43) berechnet und als Ausgangssignal (81) bereitstellt, wobei die elektrische Steuereinrichtung (6) so ausgestaltet ist, dass sie dieses Ausgangssignal (81) der Auswerteelektronik (44) erfasst, mittels dieses Ausgangssignals (81) die absolute...positioning (1) for automatic positioning of a shaft (2), which with a Setting axis of a machine can be coupled, wherein the positioning (1) a mechanically coupled to the shaft (2) adjusting device (3), an electrical control device (66) with a bus controller (62) and a measuring system for Detecting the position of the shaft (2), wherein the measuring system a first measuring device (4) having a mechanically coupled to the shaft (2), rotatably mounted magnet (41) and one above or below the Magnets (41) substantially perpendicular to the axis of rotation of the magnet arranged field of two or more magnetic field sensors (43) with an associated evaluation (44), which designed so is that from the readings the magnetic field sensors (43) the absolute angular position of the magnet (41) calculated to the field of magnetic field sensors (43) and as an output signal (81), wherein the electrical control device (6) so is configured that this output signal (81) of the transmitter (44) detects, by means of this output signal (81), the absolute value ...

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Description

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung zur automatischen Positionierung einer Welle, die mit einer Einstellachse einer Maschine koppelbar ist und die eine mit der Welle mechanisch gekoppelte Stellvorrichtung und ein Meßsystem zur Erfassung der Position der Welle aufweist.The The invention relates to a positioning device for automatic Positioning a shaft with an adjustment axis of a machine can be coupled and the one mechanically coupled to the shaft actuator and a measuring system for detecting the position of the shaft.

Eine derartige Positioniereinrichtung dient der Positionierung von sogenannten Einstellachsen von Maschinen, die auch als Maschinenachsen bezeichnet werden. Diese Einstell- oder Maschinenachsen sind Verstell- oder Zustellachsen, mit denen beispielsweise Werkzeuge in eine Arbeitsposition verfahren werden können. Dabei wird beispielsweise ein Maschinenschlitten, auf dem ein Werkzeug angeordnet ist, über eine Gewinnspindel bewegt.A Such positioning serves the positioning of so-called Setting axes of machines, also referred to as machine axes become. These adjustment or machine axes are adjustment or Delivery axes, with which, for example, tools in a working position can be moved. In this case, for example, a machine slide on which a tool is arranged over a profit spindle moves.

Aus DE 100 09 429 A1 ist eine gattungsgemäße Positioniereinrichtung bekannt, die eine Stellvorrichtung und ein elektrisches Meßsystem zur Erfassung und Regelung der Position der Welle aufweist. Diese Positioniereinrichtung weist neben dem elektrischen Meßsystem weiter eine mechanische Einrichtung zur Erfassung und Anzeige der Position der Welle auf. Das elektrische Meßsystem und diese mechanische Einrichtung sind hierbei im Hinblick auf die Erfassung der Position der Welle aufeinander abgleichbar. Bei der Fertigung der Positioniereinrichtung wird das elektrische Meßsystem mittels einer Stellvorrichtung so eingestellt, dass es ein Signal erzeugt, dass einem Referenzwert, beispielsweise dem Wert 0 entspricht. Als Referenzgeber wird hierbei von dem elektrischen Meßsystem ein Potentiometer verwendet. Weiter wird ebenso die mechanische Einrichtung zur Erfassung und Anzeige der Position auf den Referenzwert, beispielsweise den Referenzwert 0 eingestellt.Out DE 100 09 429 A1 a generic positioning device is known, which has an adjusting device and an electrical measuring system for detecting and regulating the position of the shaft. This positioning device has, in addition to the electrical measuring system on a further mechanical device for detecting and displaying the position of the shaft. The electrical measuring system and this mechanical device are in this case with respect to the detection of the position of the shaft matched to one another. In the production of the positioning device, the electrical measuring system is adjusted by means of an adjusting device so that it generates a signal that corresponds to a reference value, for example, the value 0. As a reference hereby a potentiometer is used by the electrical measuring system. Furthermore, the mechanical device for detecting and displaying the position is also set to the reference value, for example the reference value 0.

Hierdurch wird erreicht, dass bei Betriebsunterbrechungen die Information über die genaue Position der Welle nicht verloren geht und somit die Maschinenachse bei Wiederaufnahme des Betriebs nicht in eine eindeutig definierte und bekannte Referenzposition verfahren werden muß.hereby is achieved that the information about the exact position of the shaft is not lost and thus the machine axis when restarting the operation is not in a clearly defined and known reference position must be moved.

Weiter wird in DE 413 70 92 C2 eine Vorrichtung bestehend aus einem Grobdrehwinkelgeber und einem Feindrehwinkelgeber beschrieben. Der Feindrehwinkelgeber besteht aus einer Kodescheibe, auf der ein aus vier Spuren gebildetes Kodemuster aufgebracht ist, das optisch abgetastet wird.Next will be in DE 413 70 92 C2 a device consisting of a Grobdrehwinkelgeber and an angle encoder described. The fine rotary encoder consists of a code disk on which a code pattern formed of four tracks is applied, which is optically scanned.

Mittels einer derartigen Kodescheibe lässt sich zwar ein innerhalb einer vollen Umdrehung eindeutiges Feindrehwinkelsignal ableiten. Allerdings ist der messtechnische Aufwand zum Erzielen einer hohen Auflösung aufgrund der zunehmenden Anzahl von Spuren mit zugeordneten Abtastelementen sehr hoch.through Such a code disk can be although a clear rotation angle signal within a full revolution derived. However, the metrological effort is to achieve a high resolution due to the increasing number of tracks with associated sensing elements very high.

Weiter ist aus DE 197 03 525 A1 eine Vorrichtung zur Positionierung einer Welle bekannt, die die Nachteile der vorgenannten DE 413 70 92 C2 vermeidet. Bei der Vorrichtung nach DE 197 03 525 A1 ist die Welle mit einem Referenzsignalgeber, einem Feindrehwinkelgeber, einem Grobdrehwinkelgeber und einem Schrittmotor mechanisch gekoppelt. Als Feindrehwinkelgeber wird ein optischer Inkrementalgeber verwendet, der einen Feindrehwinkelzähler ansteuert. Bei dem Grobdrehwinkelgeber handelt es sich um einen Potentiometer, der über ein Untersetzungsgetriebe mit der Welle gekoppelt ist und über eine Vielzahl von Umdrehungen einen analogen Spannungswert als Grobdrehwinkelsignal liefert. Der Referenzsignalgeber liefert ein binäres Referenzsignal, das einen jeweils einem Drehwinkelabschnitt der Welle zugeordneten Referenzsignalwert annimmt. Mittels des Referenzsignals werden die Analogwerte des Grobwinkelgebers auf ein Absolutwertsignal abgebildet. Durch die Korrelation mit dem Referenzsignal wird hierbei zwar die Genauigkeit dieses Absolut-Wertes verbessert. Andererseits ist die Genauigkeit des Absolutwertes jedoch durch die Toleranzen des Analogsignals, das Getriebespiel und die Auflösung des Referenzsignalgebers begrenzt.Next is out DE 197 03 525 A1 a device for positioning a shaft is known, which has the disadvantages of the aforementioned DE 413 70 92 C2 avoids. In the device according to DE 197 03 525 A1 the shaft is mechanically coupled to a reference signal transmitter, an angle encoder, a coarse encoder and a stepper motor. As an angle encoder, an optical incremental encoder is used, which controls a fine angle counter. The coarse rotary encoder is a potentiometer, which is coupled via a reduction gear with the shaft and over a plurality of revolutions provides an analog voltage value as coarse rotation angle signal. The reference signal generator supplies a binary reference signal which assumes a respective reference signal value assigned to a rotational angle section of the shaft. By means of the reference signal, the analog values of the coarse-angle encoder are mapped to an absolute value signal. Although the accuracy of this absolute value is improved by the correlation with the reference signal. On the other hand, the accuracy of the absolute value is limited by the tolerances of the analog signal, the backlash and the resolution of the reference signal generator.

Geht so bei einer Betriebsunterbrechungen der Zählerstand des Feindrehwinkelzählers verloren, so muss bei Wiederaufnahme des Betriebs die Maschinenachse nach wie vor in eine eindeutig definierte und bekannte Referenzposition verfahren werden, falls hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Positionierung der Maschinenachse bestehen.going so lost in a business interruption, the count of the Feindrehwinkelzählers, so must resume the machine axis when resuming operation moved into a clearly defined and known reference position before if high demands on the accuracy of the positioning consist of the machine axis.

Weiter beschreibt DE 34 07 102 C2 einen Positionsgeber zur Positionsermittlung aufgrund eines inkrementalen und eines absoluten Signals. Die inkrementale Positionsbestimmung wird mittels optischer Abtastung einer Impulsgeberscheibe realisiert. Für die absolute Positionsbestimmung wird ebenfalls ein optisches Systems besteht aus einer Codescheibe, einer Lichtquelle und einem Sensor verwendet. Um das Spiel des Getriebes zwischen der Impulsgeberscheibe und der Codescheibe auszugleichen, ist eine magnetische Rasteinrichtung vorgesehen. Die Rasteinrichtung besteht aus einer im Bereich ihres äusseren Randes aus einem magnetischen Material bestehenden Codescheibe, die mit radialen parallel-flankigen Schlitzen versehen ist. Die Schlitze werden von zwei gleich ausgebildeten Polschuhen eines ortsfest angeordneten Magnetsystems übergriffen. Hierdurch wird die Scheibe stets in einer Winkelstellung positioniert, in welcher die effektive Größe des Luftspalts zwischen den Polschuhen ein Minimum hat, so dass eine entsprechende Rückstellkraft erzeugt wird.Next describes DE 34 07 102 C2 a position sensor for position detection due to an incremental and an absolute signal. The incremental position determination is realized by means of optical scanning of a pulser. For the absolute position determination, an optical system consisting of a code disk, a light source and a sensor is also used. To compensate for the play of the transmission between the pulser and the code plate, a magnetic latching device is provided. The latching device consists of an existing in the region of its outer edge of a magnetic material code disk, which is provided with radial parallel-flanked slots. The slots are overlapped by two identically formed pole shoes of a stationary magnet system. As a result, the disc is always positioned in an angular position in which the effective size of the air gap between the pole shoes has a minimum, so that a corresponding restoring force is generated.

Weiter beschreibt DE 33 42 403 C2 eine Anordnung zum Erfassen der Dreh- oder Winkellage einer drehbaren Achse eines Zeigerinstruments mittels eines Sensors, bei dem es sich auch um ein magnetisches Element handeln kann. Der Durchgang eines Auslegers durch eine bestimmte Position wird mittels Kantenerfassung bestimmt und dann ausgehend von dieser Position der Winkel mittels eines Potentiometers bestimmt.Next describes DE 33 42 403 C2 an on order for detecting the rotational or angular position of a rotatable axis of a pointer instrument by means of a sensor, which may also be a magnetic element. The passage of a boom through a certain position is determined by edge detection and then determined from this position the angle by means of a potentiometer.

Weiterhin beschreibt DE 199 62 153 A1 eine Vorrichtung zur Erfassung der Winkellage einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, die einen Inkrementalgeber und einen Absolutwinkelgeber aufweist. Es wird hierbei ein magnetischer Absolutwinkelgeber beschrieben, bei dem an den Wänden einer Trägerstruktur Magnete angeordnet sind und zwischen den Magnetpolen ein Drehwinkelsensor angeordnet ist, der ein Hallelement und eine weitere magnetoresistive Komponente aufweist. Die Information des magnetischen Meßsystems dient der Ansteuerung von Gaswechselventilen und zur Überprüfung der Inkrementalgeberinformation.Further describes DE 199 62 153 A1 a device for detecting the angular position of a crankshaft of an internal combustion engine having an incremental encoder and an absolute angle encoder. In this case, a magnetic absolute angle encoder is described in which magnets are arranged on the walls of a carrier structure and a rotational angle sensor is arranged between the magnetic poles and has a Hall element and a further magnetoresistive component. The information of the magnetic measuring system is used to control gas exchange valves and to check the incremental encoder information.

Weiter beschreibt EP 1 335 188 A2 ein Nachführsystem für eine Kabeltrommel, welches eine Positionsbestimmungsvorrichtung mit einem Magnet und einem Hallsensor umfasst. Die Kabeltrommel ist an eine Gewindestange angeflanscht, so dass sich je nach Winkelstellung der Kabeltrommel die Endflanke der Kabeltrommel, an der der Magnet montiert ist, in unterschiedlichem Abstand zu dem Sensor befindet. Ein ähnliches Meßsystem wird weiter in WO 2004/008075 C2 beschrieben. Auch bei dieser Messeinrichtung wird durch die Drehbewegung der Luftspalt zwischen Hallsensor und Magnet verändert, wodurch mittels eines linearen Positionsmeßsystems die Winkellage bestimmt werden kann.Next describes EP 1 335 188 A2 a tracking system for a cable drum comprising a position determining device with a magnet and a Hall sensor. The cable drum is flanged to a threaded rod, so that depending on the angular position of the cable drum, the end edge of the cable drum on which the magnet is mounted, is located at different distances from the sensor. A similar measuring system is further described in WO 2004/008075 C2. Also in this measuring device is changed by the rotational movement of the air gap between the Hall sensor and magnet, whereby the angular position can be determined by means of a linear position measuring.

DE 103 46 052 A1 beschreibt ein magnetisches Meßsystem zum Erfassen des Absolutwerts der Drehstellung einer Welle eines Elektromotors, welches eine Multiturn-Drehgebereinheit und ein von der Welle antreibbares Untersetzungsgetriebe aufweist, welches die Welle im wesentlichen umschliesst und dessen Abtrieb über ein Verbindungsglied um den Singleturn-Drehgeber herum mit einem koaxial angeordneten Drehelement verbunden ist. Dieses Meßsystem ist besonders kompakt aufgebaut und wird beispielsweise zur Bestimmung der Höhe eines elektrisch verstellbaren Fahrzeugsitzes eingesetzt. DE 103 46 052 A1 describes a magnetic measuring system for detecting the absolute value of the rotational position of a shaft of an electric motor having a multi-turn encoder unit and a reducible driven by the shaft, which substantially encloses the shaft and its output via a connecting member to the single-turn encoder around with a coaxial arranged rotary element is connected. This measuring system has a particularly compact design and is used for example for determining the height of an electrically adjustable vehicle seat.

DE 43 14 274 A1 beschreibt eine Verstelleinrichtung für einen Prüfkopf, die einen Meßwandler aufweist, der als absoluter Winkelcodierer ausgelegt ist. DE 43 14 274 A1 describes an adjustment device for a test head, which has a transducer which is designed as an absolute angle encoder.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Positioniereinrichtung für eine Welle anzugeben, die mit einer Einstellachse einer Maschine koppelbar ist.Of the The invention is based on the object, an improved positioning for a wave specify that can be coupled with a setting axis of a machine is.

Diese Aufgabe wird von einer Positioniereinrichtung mit einer Stellvorrichtung und einem Meßsystem gelöst, bei der das Meßsystem über eine Messeinrichtung verfügt, die einen mit der Welle mechanisch gekoppelten, drehbar gelagerten Magneten und ein oberhalb oder unterhalb des Magneten im wesentlichen rechtwinklig zur Drehachse des Magneten angeordnetes Feld von zwei oder mehr Magnetfeldsensoren mit einer zugeordneten Auswerteelektronik aufweist, die aus den Meßwerten der Magnetfeldsensoren die absolute Winkellage des Magneten berechnet und als Ausgangssignal bereitstellt. Die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung weist weiter eine elektrische Steuereinrichtung auf, die dieses Ausgangssignal der Auswerteelektronik erfasst, mittels diesem die absolute Ist-Position der Welle ermittelt und basierend auf der so ermittelten absoluten Ist-Position der Welle und einer vorgegebenen absoluten Soll-Position der Welle einen Regelalgorithmus zur Nachführung der Position der Welle von der Ist-Position zu der Soll-Position mittels der Stellvorrichtung durchführt und hierbei ein Steuersignal zur Ansteuerung der Stellvorrichtung erzeugt, wobei die Stelleinrichtung, das Meßsystem und die Steuereinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind und die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie über den Bus-Controller eine Absolut-Position empfängt, auf die die Welle zu positionieren ist.These Task is a positioning with a locking device and a measuring system solved, in which the measuring system via a measuring device features, one with the shaft mechanically coupled, rotatably mounted Magnets and one above or below the magnet substantially arranged at right angles to the axis of rotation of the magnet field of two or more magnetic field sensors with an associated evaluation electronics has, from the measured values the magnetic field sensors calculates the absolute angular position of the magnet and provides as an output signal. The positioning device according to the invention further includes an electrical control device that this Output signal of the evaluation detected by means of this the absolute actual position the wave determined and based on the thus determined absolute actual position of the shaft and a predetermined absolute desired position of the shaft a control algorithm for tracking the position of the shaft from the actual position to the desired position by means of the adjusting device and in this case a control signal generates the actuating device, wherein the actuating device, the measuring system and the control device are integrated in a common housing and the controller is configured to be over the Bus controller an absolute position receiving, on which the shaft is to be positioned.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass sich die Position der Welle ohne Verwendung eines inkrementalen Messverfahrens jederzeit präzise bestimmen lässt und damit auch die Durchführung von zeitaufwändigen Kalibrierungsfahrten verzichtet werden kann. Auch nach einem Stromausfall oder einer Beschädigung der Positioniereinrichtung, die zu einem Verlust von internen Zählerständen führt, kann die absolute Position der Welle noch stets mit hoher Präzision ermittelt werden und der Betrieb sofort wieder aufgenommen werden.By the invention achieves the advantage that the position of the Wave without the use of an incremental measuring method at any time precise determine and thus the implementation of time-consuming Calibration trips can be dispensed with. Even after a power failure or damage the positioning, which leads to a loss of internal counter readings, the absolute position of the shaft is still determined with high precision and the operation will resume immediately.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.advantageous Embodiments of the invention are designated in the subclaims.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Magnet an einem Ende der Welle befestigt. So ist beispielsweise ein Ende der Welle mit einem Klemmring zur Kopplung mit der Einstellachse der Maschine versehen und das gegenüberliegende Ende der Welle mit einer Aufnahmevorrichtung zur Halterung des Magneten versehen. Damit befindet sich der Magnet stets in einer festen Winkellage zur Welle, so dass der negative Einfluss eines Getriebespiels auf die Meßtoleranz eliminiert werden kann.According to one preferred embodiment According to the invention, the magnet is fixed to one end of the shaft. For example, one end of the shaft with a clamping ring for Coupling with the adjustment axis of the machine provided and the opposite End of the shaft with a receiving device for holding the magnet Mistake. Thus, the magnet is always in a fixed angular position to the shaft, so that the negative influence of a gear play on the measuring tolerance can be eliminated.

Es ist jedoch auch möglich, den Magneten über ein Getriebe, beispielsweise über ein Untessetzungsgetriebe oder Übersetzungsgetriebe mit der Welle mechanisch zu koppeln. Hierdurch kann einerseits eine Erhöhung der Auflösung (Übersetzungsgetriebe) oder eine Vergrößerung des Meßbereichs (Untersezzungsgetriebe) erzielt werden und das Meßsystem an die spezielle Anwendung angepasst werden, für die die Positioniereinrichtung vorgesehen ist. So kann dann u.U. darauf verzichtet werden, eine weitere Messeinrichtung in der Positioniereinrichtung vorzusehen.However, it is also possible, the magnet via a gear, for example via a Untesset coupling mechanism or transmission gear with the shaft mechanically. In this way, on the one hand an increase in resolution (transmission gear) or an increase in the measuring range (Untersezungsgetriebe) can be achieved and the measuring system can be adapted to the specific application for which the positioning is provided. In that case, it may then be possible to dispense with providing a further measuring device in the positioning device.

Vorteilhafterweise ist der Magnet als Bipolar-Magnet ausgebildet. Das Feld von Magnetfeldsensoren wird weitere vorzugsweise von einer Vielzahl von kreisförmig angeordneten Magnetfeldsensoren, beispielsweise Hall-Sensoren, gebildet. Die Magnetfeldsensoren ermitteln jeweils die orthogonale Feldkomponente des von dem Bipolar-Magneten erzeugten Magnetfeldes. Mittels der Korrelation dieser Meßsignale lässt sich dann die Winkellage des von dem Magneten erzeugten magnetischen Feldes bestimmen. Prinzipiell ist es hierbei möglich, bereits mittels zwei (oder vier) rechtwinklig zueinander und in einer Ebene angeordneten Magnetfeldsensoren die X- und die Y-Komponente des Magnetfeldes zu ermitteln und hieraus dann die Winkellage des von den Magneten erzeugten Magnetfeldes zu berechnen. Durch die Erhöhung der Anzahl der Magnetfeldsensoren lassen sich sehr hohe Auflösungen erzielen, beispielsweise eine Auflösung von 0,35°, d.h. 1024 Positionen pro Umdrehung.advantageously, the magnet is designed as a bipolar magnet. The field of magnetic field sensors is more preferably arranged by a plurality of circular Magnetic field sensors, such as Hall sensors formed. The Magnetic field sensors each determine the orthogonal field component of the magnetic field generated by the bipolar magnet. By means of Correlation of these measurement signals let yourself then the angular position of the magnetic field generated by the magnet determine. In principle, it is possible here, already by means of two (or four) at right angles to each other and arranged in a plane Magnetic field sensors the X and Y components of the magnetic field to determine and from this then the angular position of the magnet calculated magnetic field. By increasing the Number of magnetic field sensors can achieve very high resolutions, for example, a resolution 0.35 °, i.e. 1024 positions per revolution.

Vorzugsweise wird in der Positioniereinrichtung neben dieser Messeinrichtung, die im Folgenden als erste Messeinrichtung bezeichnet wird, noch mindestens eine zweite, mechanisch mit der Welle gekoppelte Meßeinrichtung vorgesehen. Die Steuereinrichtung erfasst dann die Ausgangssignale beider Meßeinrichtungen und ermittelt hieraus die absolute Ist-Position der Welle. Bei der zweiten Messeinrichtung kann es sich um eine optische Meßeinrichtung handeln. Eine solche Meßeinrichtung besteht vorzugsweise aus zwei oder mehr über Untersetzungsgetriebe miteinander verbundene Kodescheiben, die mittels zugeordneter optischer Sensoren abgetastet werden. Mittels einer derartigen Meßeinrichtung lässt sich der Absolutwert der Anzahl der vollendeten Umdrehungen der Welle präzise und kostengünstig ermitteln.Preferably is placed in the positioning device next to this measuring device, which is referred to below as the first measuring device, at least a second, mechanically coupled to the shaft measuring device intended. The control device then detects the output signals both measuring devices and determines from this the absolute actual position of the shaft. In the second measuring device may be an optical measuring device. Such a measuring device preferably consists of two or more reduction gears with each other linked code disks, by means of associated optical sensors be scanned. By means of such a measuring device can be the absolute value of the number of completed revolutions of the shaft precise and cost-effective determine.

Weiter ist es jedoch auch möglich, als zweite Messeinrichtung ein analoges Meßsystem, beispielsweise bestehend aus einem Potentiometer.Further but it is also possible as a second measuring device an analog measuring system, for example, consisting from a potentiometer.

Weiter ist es auch möglich, als zweite Messeinrichtung ebenfalls einen oder mehrere drehbar gelagerte Magnete mit jeweils zugeordnetem Feld von zwei oder mehr Magnetfeldsensoren und zugeordneter Auswerteelektronik zu verwenden. Der Magnet ist hierbei über ein Untersetzungsgetriebe mechanisch mit der Welle gekoppelt, so dass die Winkellage des Magneten ein Maß für die Anzahl der vollendeten Umdrehungen ist. Hierbei ist dann auch möglich, zwei und mehr drehbar gelagerte Magneten mit jeweils zugeordnetem Feld von Magnetfeldsensoren über abgestufte Untersetzungsgetriebe mit der Welle zu koppeln und so den Meßbereich der zweiten Messeinrichtung beliebig zu erhöhen.Further it is also possible as a second measuring device also one or more rotatable mounted magnets each with associated field of two or more Magnetic field sensors and associated evaluation to use. The magnet is over here a reduction gear mechanically coupled to the shaft so that the angular position of the magnet is a measure of the number of completed revolutions is. Here it is also possible, two and more rotatably mounted magnets, each with associated field from magnetic field sensors via To couple stepped reduction gear with the shaft and so on the measuring range to increase the second measuring device arbitrarily.

Vorzugsweise werden hierbei die erste Meßeinrichtung zur Erfassung der absoluten Winkellage der Welle in einem Bereich von 0–360° und die zweite Meßeinrichtung zur Erfassung eines Absolutwerts der Anzahl der vollendeten Umdrehungen der Welle verwendet. Hierzu wird die erste Meßeinrichtung derart mit der Welle mechanisch gekoppelt, dass eine Umdrehung der Welle eine Umdrehung des Magneten bewirkt. Die zweite Meßeinrichtung wird dann über ein Untersetzungsgetriebe mit der Welle gekoppelt.Preferably Here are the first measuring device for detecting the absolute angular position of the shaft in one area from 0-360 ° and the second measuring device for detecting an absolute value of the number of completed revolutions the wave used. For this purpose, the first measuring device is so with the Shaft mechanically coupled, that one revolution of the shaft one revolution of the magnet causes. The second measuring device is then on Reduction gear coupled to the shaft.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung erfasst die Steuereinrichtung neben mindestens einem von dem Meßsystem bereitgestellten Absolutwertsignals mindestens noch ein von dem Meßsystem bereitgestelltes Inkrementalsignal. Hierdurch lässt sich das Regelverhalten der Positioniereinrichtung verbessern.According to one preferred embodiment The invention detects the control device in addition to at least one from the measuring system provided absolute value signal at least one of the measuring system provided incremental signal. This allows the control behavior improve the positioning.

Vorzugsweise stellt die erste Meßeinrichtung hierzu neben einem Absolutwertsignal, das die absolute Winkellage des Magneten beschreibt, ein Inkrementalsignal bereit, das sie zusätzlich aus den Messwerten der Magnetfeldsensoren berechnet. Hierdurch lässt sich das Meßsystem besonders kostengünstig realisieren und es kann so auch u. U. vollständig auf die Implementierung einer zweiten Messeinrichtung verzichtet werden.Preferably represents the first measuring device for this purpose in addition to an absolute value signal, which is the absolute angular position of the magnet describes an incremental signal ready in addition to it calculated from the measured values of the magnetic field sensors. This is possible the measuring system especially inexpensive realize and it can also u. U. completely on the implementation a second measuring device can be dispensed with.

Die Steuereinrichtung führt basieren auf diesen unterschiedlichen Eingangssignalen hierbei bevorzugt eine zweistufige Regelprozedur durch: In einer ersten Phase ermittelt die Steuereinrichtung die absolute Ist-Position der Welle aus dem mindestens einem Absolutwertsignal. Sodann vergleicht sie die ermittelte absolute Ist-Position der Welle mit der vorgegebenen absoluten Soll-Position und ermittelt den zugeordneten Differenzwert. In einer zweiten Phase führt die Steuereinrichtung dem Regelalgorithmus den ermittelten Differenzwert als Soll-Größe sowie das mindestens eine Inkrementalsignal als Ist-Größe zu. Durch diese kombinierte Verwendung von Absolutwertsignalen und Inkrementalsignalen wird eine Verbesserung der Einregelzeit sowie eine Verringerung der benötigten Prozessorkapazitäten erzielt.The Control device leads are preferably based on these different input signals a two-stage control procedure by: Determined in a first phase the control means the absolute actual position of the shaft from the at least one absolute value signal. Then it compares the determined absolute actual position of the shaft with the specified absolute nominal position and determines the assigned difference value. In a second phase leads the Control means the control algorithm the determined difference value as a target size and the at least one incremental signal as actual size. By this combined Use of absolute value signals and incremental signals An improvement in the settling time and a reduction in the required processor capacity achieved.

Weiter ist es möglich, dass die Steuereinrichtung bei Erreichen der Soll-Größe in einer dritten Phase erneut die absolute Ist-Position der Welle aus dem mindestens einem Absolutwertsignal ermittelt und die ermittelte absolute Ist-Position der Welle mit der vorgegebenen absoluten Soll-Position vergleicht. Falls die absolute Ist-Position der Welle nicht mit der vorgehenden absoluten Soll-Position übereinstimmt, führt die Steuereinrichtung erneut die zweite Phase durch.Furthermore, it is possible for the control device again to determine the absolute actual position of the shaft from the at least one absolute value signal when the desired value is reached in a third phase and compares the determined absolute actual position of the shaft with the predetermined absolute nominal position. If the absolute actual position of the shaft does not coincide with the preceding absolute setpoint position, the control device again performs the second phase.

Hierdurch wird die Präzision der Positionierung weiter verbessert.hereby will the precision the positioning further improved.

Alternativ können diese Vorteile auch dadurch erzielt werden, dass die Steuereinrichtung in einer Prüfroutine die absolute Ist-Position der Welle aus dem mindestens einen Absolutwertsignal ermittelt und als Zählerwert in einen Zähler übernimmt. In einer nachfolgenden Arbeitsphase wird der Zählerwert des Zählers gemäß dem mindestens einen Inkrementalsignal erhöht oder verringert. Die Steuereinrichtung führt hierbei dem Regelalgorithmus die vorgegebene absolute Soll-Position als Soll-Größe und den Zählerwert als Ist-Größe zu.alternative can These advantages are also achieved by the fact that the control device in a test routine the absolute actual position of the shaft from the at least one absolute value signal determined and as counter value into a counter. In a subsequent work phase, the counter value of the counter according to the at least increases an incremental signal or decreased. The control device leads in this case to the control algorithm the predetermined absolute nominal position as a target size and the count as an actual size too.

Die Prüfroutine wird hierbei vorzugsweise in regelmäßigen Abständen initiiert. Vorzugsweise wird die Prüfroutine auch dann durchgeführt, wenn der Motor der Stelleinrichtung stromlos geschaltet ist. Hierdurch kann beispielsweise von der Steuerung ermittelt werden, ob der von der Welle eingestellte Maschinenschlitten durch äußeren Krafteinfluss weggedrückt wird. Weiter kann während einer Arbeitsfahrt mittels der Prüfroutine der Schleppfehler ermittelt werden und gegebenenfalls von der Steuereinrichtung entsprechende Maßnahmen ergriffen werden oder entsprechende Fehlermeldungen generiert und ausgegeben werden.The test routine This is preferably initiated at regular intervals. Preferably becomes the test routine even then performed when the motor of the actuator is de-energized. hereby can be determined by the controller, for example, whether the of the shaft set machine carriage is pushed away by external force influence. Next can during a working trip by means of the check routine of the following error be determined and, where appropriate, by the control device corresponding activities be taken or generated and output corresponding error messages become.

Weiter wird die Prüfroutine beim Einschalten der Positioniereinrichtung oder bei Verlust des Zählerwertes, beispielsweise nach einem Spannungsabfall, initiiert.Further becomes the test routine when switching the positioning or loss of the Counter value, for example, after a voltage drop, initiated.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind die Stelleinrichtung, das Meßsystem und die Steuereinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse integriert. Die Positioniereinrichtung stellt damit eine eigenständige Einheit dar, die sämtliche zur Positionierung einer Maschinenachse notwendigen Komponenten kompakt in einer geschlossenen Baugruppe bereitstellt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass hierdurch eine dezentrale Steuerung und Regelung von Maschinenachsen realisierbar ist, wodurch das Regelungsverhalten verbessert und der Verkabelungsaufwand verringert wird.According to one preferred embodiment The invention relates to the adjusting device, the measuring system and the control device in a common housing integrated. The positioning device thus represents an independent unit that all Components required for positioning a machine axis compact in a closed assembly. this has in particular the advantage that thereby a decentralized control and control of machine axes can be realized, whereby the control behavior improves and the wiring effort is reduced.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter zur Hilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.in the The invention is based on several embodiments under exemplified with the aid of the accompanying drawings.

1 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung. 1 shows an illustration of a positioning device according to the invention.

2 zeigt ein Blockschaltbild der Positioniereinrichtung nach 1. 2 shows a block diagram of the positioning device 1 ,

3a bis 3c zeigen Varianten einer zweiten Messeinrichtung für die Positioniereinrichtung nach 2. 3a to 3c show variants of a second measuring device for the positioning device 2 ,

1 zeigt eine Außenansicht einer Positioniereinrichtung 1. 1 shows an external view of a positioning 1 ,

Die Positioniereinrichtung 1 findet beispielsweise Verwendung bei Bearbeitungs- und Verarbeitungsmaschinen bei denen vor der Be- bzw. Verarbeitung von Materialien dafür erforderliche Werkzeuge wie z.B. Säge-, Bohr-, oder Schleifeinrichtungen aber auch Einrichtungen zum Auftragen von Leim, Furnier, Oberflächenbeschichtungen usw. in Abhängigkeit von den Abmessungen des herzustellenden oder zu bearbeitenden Gegenstandes in definierte Positionen gefahren werden müssen. Solche Be- bzw. Verarbeitungsmaschinen finden vor allem in der verarbeitenden Industrie, beispielsweise bei Holzbearbeitungs- bzw. Holzverarbeitungsmaschinen Verwendung. Beispielsweise müssen bei der Herstellung von Möbeln eine Vielzahl von Möbelteile, die jeweils verschiedene Abmessungen aufweisen, gefertigt werden. Die verschiedenen Möbelteile werden dabei auf einer Holzbearbeitungsmaschine zugeschnitten, gefräst, geschliffen, mit Bohrungen versehen usw.. Für die Fertigung von jedem Möbelteil muss die Holzverarbeitungsmaschine so auf verschiedene Maße eingestellt werden.The positioning device 1 finds use, for example, in processing and processing machines where before the treatment or processing of materials required tools such as sawing, drilling or grinding equipment but also facilities for applying glue, veneer, surface coatings, etc. depending on the dimensions of the object to be produced or machined must be moved to defined positions. Such processing or processing machines are used primarily in the processing industry, for example in woodworking or wood processing machines use. For example, in the manufacture of furniture a variety of furniture parts, each having different dimensions, are made. The various pieces of furniture are cut to size on a woodworking machine, milled, ground, provided with holes, etc. For the production of each piece of furniture, the woodworking machine must be set to different dimensions.

Die Positioniereinrichtung 1 weist ein Gehäuse 11 und eine aus dem Gehäuse 11 der Positioniereinrichtung 1 ragende Welle 2 auf. Bei der Well 2 kann sich um eine Vollwelle oder um eine Hohlwelle handeln, die mit einer einzustellenden Maschinenachse form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Bei der in 1 gezeigten Welle 2 handelt es sich um eine Hohlwelle, deren Formgebung an die einzustellende Maschinenachse angepasst ist und die mittels eines Klemmrings 21 kraftschlüssig mit der Maschinenachse verbindbar ist.The positioning device 1 has a housing 11 and one out of the case 11 the positioning device 1 protruding wave 2 on. At the Well 2 can be a solid shaft or a hollow shaft, which is positively and / or non-positively connected to a machine axis to be set. At the in 1 shown wave 2 it is a hollow shaft whose shape is adapted to the machine axis to be adjusted and by means of a clamping ring 21 non-positively connected to the machine axis.

Anhand von 2 wird nun der funktionelle Aufbau der Positioniereinrichtung 1 verdeutlicht.Based on 2 now becomes the functional structure of the positioning 1 clarified.

2 zeigt die Positioniereinrichtung 1 mit der Welle 2, einer Stelleinrichtung 3, einer Meßeinrichtung 4, einer Meßeinrichtung 5, einer Steuereinrichtung 6 und einer Stromversorgungseinrichtung 7. 2 shows the positioning 1 with the wave 2 , an adjusting device 3 , a measuring device 4 , a measuring device 5 , a control device 6 and a power supply device 7 ,

Die Stelleinrichtung 3 wird von einem Getriebemotor gebildet, der über ein Zahnrad 23 und einem fest auf der Welle 2 sitzenden Zahnrad 22 mechanisch mit der Welle 2 gekoppelt ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Stelleinrichtung 3 über zwei oder mehr Zahnräder oder über ein Getriebe mit der Welle 2 verbunden ist.The adjusting device 3 is formed by a gear motor, which has a gear 23 and one firmly on the shaft 2 sitting gear 22 mechanically with the shaft 2 is coupled. It is, however possible that the adjusting device 3 over two or more gears or via a gearbox with the shaft 2 connected is.

Bei der Stelleinrichtung 3 handelt es sich bevorzugt um einen elektronisch kommutierten Motor, bei dem die aktuelle Lage der drehbar gelagerten permanenten Magneten mittels eines Magnetfeldsensors ermittelt wird und die Elektromagneten des Motors entsprechend dem Messsignal der Magnetfeldsensoren von der Steuereinrichtung 6 angesteuert werden. Es ist jedoch auch möglich, in der Stelleinrichtung einen asynchronen Motor zu verwenden oder als Stelleinrichtung einen Schrittmotor einzusetzen.At the adjusting device 3 it is preferably an electronically commutated motor, in which the current position of the rotatably mounted permanent magnet is determined by means of a magnetic field sensor and the electromagnet of the motor according to the measurement signal of the magnetic field sensors of the control device 6 be controlled. However, it is also possible to use an asynchronous motor in the adjusting device or to use a stepping motor as a setting device.

Die Meßeinrichtung 4 weist einen Magneten 41, ein Feld von Magnetfeldsensoren 43 und eine zugeordnete Auswerteelektronik 44 auf. Der Magnet 41 ist in einer Halterung eingespannt, die am Ende der Welle 2 befestigt ist. Der Magnet 41 ist so in fester Winkellage zu der Welle 2 arretiert und über die Welle 2 drehbar gelagert.The measuring device 4 has a magnet 41 , a field of magnetic field sensors 43 and an associated evaluation 44 on. The magnet 41 is clamped in a holder at the end of the shaft 2 is attached. The magnet 41 is so in a fixed angular position to the shaft 2 locked and over the shaft 2 rotatably mounted.

Bei dem Magneten 41 handelt es sich um einen Bipolar-Magneten, der vorzugsweise einen Radius von 5–20 mm besitzt. Unterhalb des Magneten 41 ist im Wesentlichen rechtwinklig zur Drehachse des Magneten, d.h. zur Drehachse der Welle 2, ein Feld von zwei oder mehr Magnetfeldsensoren 43 angeordnet. Die Magnetfeldsensoren und die Auswerteelektronik 44 sind hierbei vorzugsweise auf einer Platine 42 angeordnet, die in wesentlich rechtwinkliger Lage zu der Drehachse des Magneten 41 in der Positioniereinrichtung 1 festgelegt ist.At the magnet 41 it is a bipolar magnet, which preferably has a radius of 5-20 mm. Below the magnet 41 is substantially perpendicular to the axis of rotation of the magnet, ie to the axis of rotation of the shaft 2 , a field of two or more magnetic field sensors 43 arranged. The magnetic field sensors and the evaluation electronics 44 are hereby preferably on a circuit board 42 arranged in substantially orthogonal position to the axis of rotation of the magnet 41 in the positioning device 1 is fixed.

Bei den Magnetfeldsensoren 43 handelt es sich um Hall-Sensoren, die kreisförmig um einen mit der Welle 2 in Flucht stehenden Punkt auf einer zur Welle 2 im Wesentlichen rechtwinklig ausgerichteten Ebene angeordnet sind. Die Auswerteelektronik 44 erfasst die Meßwerte der Magnetfeldsensoren 43, korreliert die Meßwerte miteinander und berechnet hieraus die absolute Winkellage des von dem Magneten 41 erzeugten Magnetfelds. Diese absolute Winkellage stellt sie sodann als digitales oder auch analoges Ausgangssignal 81 der Steuereinrichtung 6 zur Verfügung. Weiter generiert die Auswerteelektronik 44 aus den ihr zugeführten Messwerten ein inkrementales Ausgangssignal 82. Bei dem Inkrementalsignal 82 handelt es sich bevorzugt um ein zweikanaliges A/B-Signal aus dem in bekannter Weise die Drehrichtung des Magnetfeldes und damit die Drehrichtung der Welle 2 aus dem Phasenversatz des A/B-Signals ableitbar ist.With the magnetic field sensors 43 These are Hall sensors that circle around one with the shaft 2 in flight standing on a point to the shaft 2 arranged substantially at right angles aligned plane. The evaluation electronics 44 detects the measured values of the magnetic field sensors 43 , the measured values correlate with one another and from this calculates the absolute angular position of that of the magnet 41 generated magnetic field. This absolute angular position then provides it as a digital or analog output signal 81 the control device 6 to disposal. The evaluation electronics continue to generate 44 an incremental output signal from the measured values supplied to it 82 , At the incremental signal 82 it is preferably a two-channel A / B signal from the known manner, the direction of rotation of the magnetic field and thus the direction of rotation of the shaft 2 from the phase offset of the A / B signal is derivable.

Die Meßeinrichtung 5 ist über ein Zahnrad 24 und das fest mit der Welle 2 verbundene Zahnrad 22 mechanisch mit der Welle 2 gekoppelt.The measuring device 5 is about a gear 24 and that with the wave 2 connected gear 22 mechanically with the shaft 2 coupled.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Meßeinrichtung 5 um eine optische Meßeinrichtung, deren Aufbau nun anhand von 3a erläutert wird.According to a first embodiment, the measuring device 5 is an optical measuring device whose structure is now based on 3a is explained.

3a zeigt die Meßeinrichtung 5, die über eine Welle 51 mit dem Zahnrad 24 gekoppelt ist. Die Meßeinrichtung 5 weist vier Kodescheiben 52, 53, 54 und 55, drei Getriebe 56, 57 und 58 und mehrere optische Sensoren auf, von denen in 3a drei Sensoren 59 gezeigt sind. Bei den Kodescheiben 52 bis 55 handelt es sich um Kodescheiben, von denen die absolute Winkellage mittels optischer Sensoren binär abtastbar ist. Im einfachsten Fall bestehen die Kodescheiben 52 bis 55 aus Zahnräder, die zwei Hälften mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, beispielsweise eine dunkle und eine hell gefärbte Hälfte, aufweisen. Die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften werden von dem optischen Sensor 59 als L bzw. als H-Signal interpretiert. Die Kodescheiben 52 bis 55 können aber auch mehrere konzentrische Spuren mit in Abhängigkeit von der Winkelstellung wechselnden physikalischen Eigenschaften aufweisen, wobei mittels N solcher Spuren 2N Winkelpositionen pro Umdrehung unterscheidbar sind. Die Getriebe 56, 57 und 58 sowie die Zahnräder 22 und 24 sind hierbei so gegenseitig abgestimmt, dass die jeweils durch sie bewirkte Untersetzung mit der Anzahl der durch die nachfolgende Kodescheibe darstellbaren Winkelpositionen übereinstimmt. Werden so beispielsweise von den Kodescheiben 52 bis 55 jeweils zwei Winkelpositionen dargestellt, so wird durch die Zahnräder 22 und 24 sowie durch die Getriebe 56 bis 58 jeweils eine Untersetzung von 2:1 bewirkt. Vorzugsweise sind hierbei zwei optische Sensoren pro abzutastender Spur vorgesehen, die eine Doppelabtastung in Form einer U oder V-Abtastung durchführen und somit ein gleichzeitiges Schalten aller relevanten Bits synchron zum Signalwechsel ermöglichen. Das von den optischen Sensoren 59 erfasste Absolutwertsignal, das dem Absolutwert der Anzahl der vollen Umdrehung der Welle 2 entspricht, wird sodann als digitales Ausgangssignal 83 der Steuereinrichtung 6 zugeführt. 3a shows the measuring device 5 that over a wave 51 with the gear 24 is coupled. The measuring device 5 has four code discs 52 . 53 . 54 and 55 , three gears 56 . 57 and 58 and a plurality of optical sensors, of which in 3a three sensors 59 are shown. At the code discs 52 to 55 are code disks, of which the absolute angular position can be scanned binary using optical sensors. In the simplest case, the code discs exist 52 to 55 gears that have two halves with different physical properties, such as a dark and a light colored half. The different physical properties are from the optical sensor 59 interpreted as L or H signal. The code discs 52 to 55 however, they can also have a plurality of concentric tracks with physical properties which change as a function of the angular position, it being possible to distinguish 2 N angular positions per revolution by means of N of such tracks. The gears 56 . 57 and 58 as well as the gears 22 and 24 In this case, they are matched to one another in such a way that the reduction effected by them in each case coincides with the number of angular positions which can be represented by the following code disk. So for example, from the code discs 52 to 55 each represented two angular positions, so is through the gears 22 and 24 as well as through the gears 56 to 58 each effect a reduction of 2: 1. Preferably, two optical sensors per track to be scanned are provided here, which perform a double scan in the form of a U or V scan and thus enable a simultaneous switching of all relevant bits in synchronism with the signal change. That of the optical sensors 59 detected absolute value signal, which is the absolute value of the number of full revolution of the shaft 2 corresponds, is then as a digital output signal 83 the control device 6 fed.

Eine weitere Ausführungsform der Meßeinrichtung 5 nach 2 wird nun anhand von 3b erläutert.Another embodiment of the measuring device 5 to 2 will now be based on 3b explained.

3b zeigt eine Meßeinrichtung 510 mit einer Welle 511, einem Getriebe 512, einem Magneten 513 und einer Platine 514 mit einem Feld von Magnetfeldsensoren 516 und einer zugeordneten Auswerteelektronik 517. Der Magnet 513, die Magnetfeldsensoren 516 und die Auswerteelektronik 517 sind wie anhand der Meßeinrichtungen 4 nach 2 erläutert ausgestaltet. Die Getriebeuntersetzung des Getriebes 512 sowie die Zahnräder 22 und 24 sind so gewählt, dass durch die Zahnräder 22 und 24 und das Getriebe 512 eine Untersetzung der Drehung der Welle 2 erzielt wird, die in etwa der Auflösung entspricht, mit der die Auswerteelektronik 517 die Drehwinkellage des Magneten 513 erfassen kann. Wird so beispielsweise von der Auswerteelektronik 517 die Winkellage in einer Auflösung von 1024 Positionen aufgelöst, so wird eine Untersetzung von 1024:1 gewählt. 3b shows a measuring device 510 with a wave 511 , a gearbox 512 , a magnet 513 and a circuit board 514 with a field of magnetic field sensors 516 and an associated evaluation 517 , The magnet 513 , the magnetic field sensors 516 and the transmitter 517 are like the measuring equipment 4 to 2 explained designed. The gear reduction of the gearbox 512 as well as the gears 22 and 24 are chosen so that through the gears 22 and 24 and the gearbox 512 a reduction of the rotation of the wave 2 is achieved, which corresponds approximately to the resolution with which the transmitter 517 the angular position of the magnet 513 can capture. So for example by the transmitter 517 the angular position is resolved in a resolution of 1024 positions, a reduction of 1024: 1 is selected.

Die von der Auswerteelektronik 517 ermittelte (absolute) Winkellage wird sodann als Ausgangssignal 83 der Steuereinrichtung 6 bereitgestellt. Die Steuereinrichtung 6 ermittelt sodann aus dem ihr bekannten Untersetzungsverhältnis und der Winkellage die Anzahl der von der Welle 2 vollendeten Umdrehungen.The of the transmitter 517 determined (absolute) angular position is then as an output signal 83 the control device 6 provided. The control device 6 then determines from the known reduction ratio and the angular position, the number of the shaft 2 completed turns.

Weiter ist es auch möglich, dass zwei oder mehr Magnete mit jeweils zugeordnetem Feld von Magnetfeldsensoren mechanisch mit der Welle 2 gekoppelt werden. Dies wird nun anhand von 3c erläutert.Furthermore, it is also possible that two or more magnets, each with an associated field of magnetic field sensors mechanically with the shaft 2 be coupled. This will now be based on 3c explained.

3c zeigt eine Welle 521, ein Getriebe 522, drei Magnete 532 bis 534 mit zugeordneten Feldern von Magnetfeldsensoren 538 und einer jeweils zugeordneten Platine und Auswerteelektronik 539. Die Magnete 532 bis 534, das Feld von Magnetfeldsensoren 538 und die Auswerteelektronik 539 sind hierbei entsprechend der Meßeinrichtung 4 nach 2 ausgestaltet. Weiter ist es auch möglich, dass die Felder von Magnetfeldsensoren auf einer für alle Magneten 532 bis 534 gemeinsamen Platine vorgesehen sein können und dass auch eine gemeinsame Auswerteelektronik 539 für alle Magnete 532 bis 534 vorgesehen ist. 3c shows a wave 521 , a gearbox 522 , three magnets 532 to 534 with associated fields of magnetic field sensors 538 and a respective associated board and transmitter 539 , The magnets 532 to 534 , the field of magnetic field sensors 538 and the transmitter 539 are here according to the measuring device 4 to 2 designed. Furthermore, it is also possible that the fields of magnetic field sensors on one for all magnets 532 to 534 common board can be provided and that also has a common evaluation 539 for all magnets 532 to 534 is provided.

Die Welle 521 ist über die Zahnräder 24 und 22 mit der Welle 2 gekoppelt. Bei dem Getriebe 522 handelt es sich um ein Untersetzungsgetriebe, das entsprechend dem Untersetzungsgetriebe 512 nach 3b ausgelegt ist. Das Untersetzungsgetriebe 522 untersetzt so beispielsweise die an der Welle 2 anliegende primäre Drehzahl in eine an den Magneten 532 anliegende sekundäre Drehzahl, und zwar mit einem Untersetzungsverhältnis von 1024:1. Dann untersetzt sie die an den Magneten 532 anliegende Drehzahl in eine am Magneten 533 anliegende Drehzahl, und zwar ebenfalls mit einem Untersetzungsverhältnis von 1024:1. Weiter untersetzt sie die an dem Magneten 533 anliegende Drehzahl in eine am Magneten 534 anliegende Drehzahl, und zwar ebenfalls in einem Untersetzungsverhältnis von 1024:1.The wave 521 is about the gears 24 and 22 with the wave 2 coupled. In the transmission 522 it is a reduction gear, which corresponds to the reduction gear 512 to 3b is designed. The reduction gear 522 such as those on the shaft, for example 2 applied primary speed in one to the magnet 532 applied secondary speed, with a reduction ratio of 1024: 1. Then she puts the magnets to the magnet 532 applied speed in one on the magnet 533 applied speed, again with a reduction ratio of 1024: 1. Next, she squats the on the magnet 533 applied speed in one on the magnet 534 applied speed, again in a reduction ratio of 1024: 1.

Die Stromversorgungseinrichtung 7 steuert und regelt die Stromversorgung der Steuereinrichtung 6, der Stellvorrichtung 3 und der Messeinrichtungen 4 und 5. Die Stromversorgungseinrichtung 7 wird so beispielsweise von einer 24V Versorgungsspannung gespeist, und stellt den übrigen Komponenten der Positioniereinrichtung 1 die jeweils von ihnen benötigte Versorgungsspannung zur Verfügung.The power supply device 7 controls and regulates the power supply of the control device 6 , the adjusting device 3 and the measuring equipment 4 and 5 , The power supply device 7 Thus, for example, is fed by a 24V supply voltage, and provides the remaining components of the positioning 1 each of them required supply voltage available.

Die Steuereinrichtung 6 weist einen Mikroprozessor 61 mit zugeordneten peripheren Bauelementen, einen Buskontroller 62, einen Optokoppler 63 und ein Leistungsteil 64 zur Ansteuerung der Stellereinrichtung 3 auf. Die im Folgenden geschilderten Funktionen der Steuereinrichtung 6 werden hierbei von Softwareprogrammen gesteuert, die auf dem Mikroprozessor 61 der Steuereinrichtung 6 ausgeführt werden.The control device 6 has a microprocessor 61 with associated peripheral components, a bus controller 62 , an optocoupler 63 and a power section 64 for controlling the actuator device 3 on. The functions of the control device described below 6 are controlled by software programs running on the microprocessor 61 the control device 6 be executed.

Die Steuereinrichtung 6 erfasst die Ausgangssignale 81 und 82 der Meßeinrichtung 4 und das Ausgangssignal 83 der Meßeinrichtung 5. Mittels der Ausgangssignale 81 und 83 ermittelt die Steuereinrichtung die absolute Ist-Position der Welle 2. Weiter empfängt die Steuereinrichtung 6 über den Buskontroller 62, der beispielsweise eine Schnittstelle zu einem CAN-Bus oder Profi-Bus bereitstellt, eine absolute Ist-Position auf die die Welle 2 zu positionieren ist. Die Ist-Position der Welle 2 kann von der Steuereinrichtung weiter auch über eine serielle Schnittstelle, beispielsweise eine RS232 Schnittstelle, oder über eine integrierte Eingabeeinrichtung erfasst werden.The control device 6 detects the output signals 81 and 82 the measuring device 4 and the output signal 83 the measuring device 5 , By means of the output signals 81 and 83 the controller determines the absolute actual position of the shaft 2 , Further, the controller receives 6 over the bus controller 62 , for example, provides an interface to a CAN bus or professional bus, an absolute actual position on the shaft 2 is to be positioned. The actual position of the shaft 2 can also be detected by the controller via a serial interface, such as an RS232 interface, or via an integrated input device.

Basierend auf der so ermittelten absoluten Ist-Position der Welle und der vorgehenden absoluten Soll-Position der Welle wird nun ein Regelalgorithmus zur Nachführung der Position der Welle 2 von der Ist-Position zu der Soll-Position durchgeführt. Hierzu vergleicht die Steuereinrichtung 6 die ermittelte absolute Ist-Position der Welle mit der vorgegebenen absoluten Soll-Position der Welle und ermittelt hieraus einen (relativen) Differenzwert. Dieser Differenzwert wird nun als Soll-Größe einem Regelalgorithmus zugeführt, dem weiter als Ist-Größe ein Inkrementalsignal zugeführt wird. Der Regelalgorithmus übernimmt den Differenzwert als Zählerwert eines Zählers, der gemäß dem Inkrementalsignal erhöht oder verringert wird. Der Regelalgorithmus versucht nun, beispielsweise basierend auf einem PID Algorithmus, den Zählerwert durch entsprechende Ansteuerung der Stelleinrichtung 3 auf 0 einzuregeln. Weiter ist es auch möglich, dass der Regelalgorithmus den Differenzwert als Vergleichsgröße für einen zu Beginn der Regelung auf 0 gesetzten Zähler verwendet, welcher ebenfalls gemäß des Inkrementalsignals erhöht oder verringert wird. Der Regelalgorithmus versucht nun, den Zählerwert durch entsprechende Ansteuerung der Stelleinrichtung 3 auf den Differenzwert einzuregeln.Based on the thus determined absolute actual position of the shaft and the preceding absolute desired position of the shaft is now a control algorithm for tracking the position of the shaft 2 performed from the actual position to the desired position. For this purpose, the control device compares 6 the determined absolute actual position of the shaft with the predetermined absolute nominal position of the shaft and determines therefrom a (relative) difference value. This difference value is now supplied as a set value to a control algorithm, to which an incremental signal is further supplied as an actual variable. The control algorithm takes the difference value as a counter value of a counter, which is increased or decreased according to the incremental signal. The control algorithm now attempts, for example based on a PID algorithm, the counter value by appropriate control of the control device 3 to regulate to 0. Furthermore, it is also possible for the control algorithm to use the difference value as a comparison variable for a counter set to 0 at the beginning of the control, which counter is also increased or decreased in accordance with the incremental signal. The control algorithm now attempts to counter the counter by appropriate control of the actuator 3 to adjust to the difference value.

Der Regelalgorithmus verwendet hierbei eine PI Regler oder PID Regler, dessen Ausgangsparameter die Drehrichtung und/oder Drehgeschwindigkeit des Motors der Stelleinrichtung 3 definieren. Handelt es sich bei der Stelleinrichtung 3 um einen elektronisch kommutierten Motor, so werden diese Parameter als Eingangsparameter für einen Prozess verwendet, welcher den elektronisch kommutierten Motor steuert. Dieser Prozess berechnet aus diesen Parametern und den Meßsignalen der Hall-Sensoren die Ansteuersignale für die Magnetspulen des Motors.The control algorithm uses a PI controller or PID controller whose output parameters are the direction of rotation and / or the speed of rotation of the motor of the actuator 3 define. If the adjusting device 3 is an electronically commutated motor, then these become Parameter used as an input parameter for a process that controls the electronically commutated motor. This process uses these parameters and the measuring signals of the Hall sensors to calculate the drive signals for the magnet coils of the motor.

Claims (20)

Positioniereinrichtung (1) zur automatischen Positionierung einer Welle (2), die mit einer Einstellachse einer Maschine koppelbar ist, wobei die Positioniereinrichtung (1) eine mit der Welle (2) mechanische gekoppelte Stellvorrichtung (3), eine elektrische Steuereinrichtung (66) mit einem Bus-Controller (62) und ein Meßsystem zur Erfassung der Position der Welle (2) aufweist, wobei das Meßsystem eine erste Meßeinrichtung (4) aufweist, die einen mit der Welle (2) mechanisch gekoppelten, drehbar gelagerten Magneten (41) und ein oberhalb oder unterhalb des Magneten (41) im wesentlichen rechtwinklig zur Drehachse des Magneten angeordnetes Feld von zwei oder mehr Magnetfeldsensoren (43) mit einer zugeordneten Auswerteelektronik (44) aufweist, die so ausgestaltet ist, dass sie aus den Meßwerten der Magnetfeldsensoren (43) die absolute Winkellage des Magneten (41) zu dem Feld von Magnetfeldsensoren (43) berechnet und als Ausgangssignal (81) bereitstellt, wobei die elektrische Steuereinrichtung (6) so ausgestaltet ist, dass sie dieses Ausgangssignal (81) der Auswerteelektronik (44) erfasst, mittels dieses Ausgangssignals (81) die absolute Ist-Position der Welle (2) ermittelt, und basierend auf der so ermittelten absoluten Ist-Position der Welle (2) und einer vorgegebenen absoluten Soll-Position der Welle (2) einen Regelalgorithmus zur Nachführung der Position der Welle von der Ist-Position zu der Soll-Position mittels der Stellvorrichtung (3) durchführt und hierbei ein Steuersignal zur Ansteuerung der Stellvorrichtung (3) erzeugt, und wobei die Stelleinrichtung (3), das Meßsystem (4, 5) und die Steuereinrichtung (6) in einem gemeinsamen Gehäuse (11) integriert sind, und die Steuereinrichtung (6) so ausgestaltet ist, dass sie über den Bus-Controller (62) eine absolute Position empfängt, auf die die Welle (2) zu positionieren ist.Positioning device ( 1 ) for automatic positioning of a shaft ( 2 ) which can be coupled to a setting axis of a machine, wherein the positioning device ( 1 ) one with the shaft ( 2 ) mechanical coupled actuator ( 3 ), an electrical control device ( 66 ) with a bus controller ( 62 ) and a measuring system for detecting the position of the shaft ( 2 ), wherein the measuring system comprises a first measuring device ( 4 ), one with the shaft ( 2 ) mechanically coupled, rotatably mounted magnets ( 41 ) and one above or below the magnet ( 41 ) arranged substantially at right angles to the axis of rotation of the magnet field of two or more magnetic field sensors ( 43 ) with an associated evaluation electronics ( 44 ) configured to derive from the measurements of the magnetic field sensors ( 43 ) the absolute angular position of the magnet ( 41 ) to the field of magnetic field sensors ( 43 ) and as output signal ( 81 ), wherein the electrical control device ( 6 ) is designed so that it receives this output signal ( 81 ) of the evaluation electronics ( 44 ), by means of this output signal ( 81 ) the absolute actual position of the shaft ( 2 ), and based on the thus determined absolute actual position of the shaft ( 2 ) and a predetermined absolute desired position of the shaft ( 2 ) a control algorithm for tracking the position of the shaft from the actual position to the desired position by means of the adjusting device ( 3 ) and in this case a control signal for controlling the adjusting device ( 3 ), and wherein the adjusting device ( 3 ), the measuring system ( 4 . 5 ) and the control device ( 6 ) in a common housing ( 11 ) and the control device ( 6 ) is designed so that it is accessible via the bus controller ( 62 ) receives an absolute position to which the shaft ( 2 ) is to be positioned. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende der Welle (2) eine Halterung zur Aufnahme des Magneten (41) vorgesehen ist.Positioning device according to claim 1, characterized in that at one end of the shaft ( 2 ) a holder for receiving the magnet ( 41 ) is provided. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet über ein Getriebe mit der Welle mechanisch gekoppelt ist.Positioning device according to claim 1, characterized that the magnet over a transmission is mechanically coupled to the shaft. Positioniereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet über ein Untersetzungsgetriebe mit der Welle mechanisch gekoppelt ist.Positioning device according to claim 3, characterized in that that the magnet over a reduction gear is mechanically coupled to the shaft. Positioniereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet über ein Übersetzungsgetriebe mit der Welle mechanisch gekoppelt ist.Positioning device according to claim 3, characterized in that that the magnet over a transmission gear is mechanically coupled to the shaft. Positioniereinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Meßsystem mindestens eine zweite, mechanische mit der Welle (2) gekoppelte Meßeinrichtung (5) aufweist und die Steuereinrichtung (6) weiter so ausgestaltet ist, dass sie ein Ausgangssignal (83) der zweiten Meßeinrichtung (5) erfasst und mittels der Ausgangssignale (81, 83) der ersten und der zweiten Meßeinrichtung (4, 5) die absolute Ist-Position der Welle (2) ermittelt.Positioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring system has at least one second, mechanical with the shaft ( 2 ) coupled measuring device ( 5 ) and the control device ( 6 ) is further configured to provide an output signal ( 83 ) of the second measuring device ( 5 ) and by means of the output signals ( 81 . 83 ) of the first and the second measuring device ( 4 . 5 ) the absolute actual position of the shaft ( 2 ). Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (41) derart mit der Welle (2) mechanisch gekoppelt ist, das eine Umdrehung der Welle (2) eine Umdrehung des Magneten (41) bewirkt und die erste Meßeinrichtung (4) so die absolute Winkellage der Welle (2) in einem Drehwinkelbereich von 0° bis 360° erfasst und dass die zweite Meßeinrichtung (5) einen Absolutwert der Anzahl der vollen Umdrehungen erfasst und als Ausgangssignal (83) bereitstellt.Positioning device ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the magnet ( 41 ) in such a way with the wave ( 2 ) is mechanically coupled, the one revolution of the shaft ( 2 ) one turn of the magnet ( 41 ) and the first measuring device ( 4 ) so the absolute angular position of the shaft ( 2 ) in a rotation angle range of 0 ° to 360 ° and that the second measuring device ( 5 ) recorded an absolute value of the number of full revolutions and as an output signal ( 83 ). Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Meßeinrichtung (5) über ein Untersetzungsgetriebe (22, 24) mit der Welle gekoppelt ist.Positioning device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the second measuring device ( 5 ) via a reduction gear ( 22 . 24 ) is coupled to the shaft. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Meßeinrichtung (5) ein oder mehrere Kodescheiben (52–54) mit ein oder mehreren optischen Sensoren (59) aufweist.Positioning device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the second measuring device ( 5 ) one or more code disks ( 52 - 54 ) with one or more optical sensors ( 59 ) having. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Meßeinrichtung (510; 520) ein oder mehrere über ein Untersetzungsgetriebe (512; 522) mechanisch mit der Welle (2) gekoppelte, drehbar gelagerte Magneten (513; 532–534) mit jeweils zugeordnetem Feld von zwei oder mehr Magnetfeldsensoren (516; 538) und zugeordneter Auswerteelektronik (517; 539) aufweist, die so ausgestaltet ist, dass sie aus dem Meßwert der Magnetfeldsensoren (516; 538) die absolute Winkellage des jeweiligen Magneten (513; 532–534) zu dem Feld von Magnetfeldsensoren (516; 538) berechnet und als Ausgangssignal bereitstellt.Positioning device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the second measuring device ( 510 ; 520 ) one or more via a reduction gear ( 512 ; 522 ) mechanically with the shaft ( 2 ) coupled, rotatably mounted magnets ( 513 ; 532 - 534 ) each having an associated field of two or more magnetic field sensors ( 516 ; 538 ) and associated evaluation electronics ( 517 ; 539 ), which is designed such that it is derived from the measured value of the magnetic field sensors ( 516 ; 538 ) the absolute angular position of the respective magnet ( 513 ; 532 - 534 ) to the field of magnetic field sensors ( 516 ; 538 ) and provides as an output signal. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Meßeinrichtung ein Potentiometer aufweist.Positioning device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the second measuring device is a potentiometer having. Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) so ausgestaltet ist, dass sie mindestens ein von dem Meßsystem bereitgestelltes Absolutwertsignal (81, 83) und mindestens ein von dem Meßsystem bereitgestelltes Inkrementalsignal (82) erfasst.Positioning device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 6 ) is designed in that it comprises at least one absolute value signal provided by the measuring system ( 81 . 83 ) and at least one incremental signal provided by the measuring system ( 82 ) detected. Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Meßeinrichtung (4) neben einem Absolutwertsignal (81), das die absolute Winkellage des Magneten (41) zu dem Feld von Magnetfeldsensoren (43) beschreibt, ein Inkrementalsignal aus den Meßwerten der Magnetfeldsensoren (43) berechnet und bereitstellt.Positioning device ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the first measuring device ( 4 ) in addition to an absolute value signal ( 81 ), which is the absolute angular position of the magnet ( 41 ) to the field of magnetic field sensors ( 43 ) describes an incremental signal from the measured values of the magnetic field sensors ( 43 ) calculated and provided. Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) so ausgestaltet ist, dass sie in einer ersten Phase die absolute Ist-Position der Welle (2) aus dem mindestens einen Absolutwertsignal (81, 83) ermittelt, die ermittelte absolute Ist-Position der Welle (2) mit einer vorgegebenen absoluten Soll-Position vergleicht und einen Differenzwert ermittelt, und dass sie in einer zweiten Phase dem Regelalgorithmus den ermittelten Differenzwert als Soll-Größe sowie das mindestens eine Inkrementalsignal (82) als Ist-Größe zuführt.Positioning device ( 1 ) according to claim 13 or claim 14, characterized in that the control device ( 6 ) is designed so that in a first phase, the absolute actual position of the shaft ( 2 ) from the at least one absolute value signal ( 81 . 83 ), the determined absolute actual position of the shaft ( 2 ) compares with a predetermined absolute setpoint position and determines a difference value, and that in a second phase it supplies the control algorithm with the determined difference value as setpoint variable and the at least one incremental signal ( 82 ) as the actual size. Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) weiter so ausgestaltet ist, dass sie bei Erreichen der Soll-Größe in einer dritten Phase erneut die absolute Ist-Position der Welle (2) aus dem mindestens einem Absolutwertsignal (81, 83) ermittelt, die ermittelte absolute Ist-Position der Welle mit der vorgegebenen absoluten Soll-Position vergleicht und erneut die zweite Phase durchführt, falls die absolute Ist-Position der Welle (2) nicht mit der vorgegebenen absoluten Soll-Position übereinstimmt.Positioning device ( 1 ) according to claim 15, characterized in that the control device ( 6 ) is further configured so that it again reaches the absolute actual position of the shaft (3) when the desired value is reached in a third phase ( 2 ) from the at least one absolute value signal ( 81 . 83 ), comparing the determined absolute actual position of the shaft with the predetermined absolute desired position and again performs the second phase, if the absolute actual position of the shaft ( 2 ) does not match the predetermined absolute target position. Positioniereinrichtung (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) so ausgestaltet ist, dass sie die erste Phase bei jeder Änderung des absoluten Soll-Wertes durchführt.Positioning device ( 1 ) according to claim 15 or 16, characterized in that the control device ( 6 ) is configured to perform the first phase every time the absolute target value is changed. Positioniereinrichtung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie in einer Prüfroutine die absolute Ist-Position der Welle aus dem mindestens einen Absolutwertsignal ermittelt und als Zählerwert in einen Zähler übernimmt und das sie in einer nachfolgenden Arbeitsphase den Zählerwert des Zählers gemäß dem mindestens einem Inkrementalsignal erhöht oder verringert und dem Regelalgorithmus die vorgegebene absolute Soll-Position als Soll-Größe sowie den Zählerwert als Ist-Größe zuführt.Positioning device according to claim 13 or claim 14, characterized in that the control device designed is that she is in a test routine the absolute actual position of the shaft from the at least one absolute value signal determined and as counter value into a counter and that in a subsequent work phase the counter value of the meter according to the at least incremented an incremental signal or decreases and the control algorithm, the predetermined absolute target position as a target size and the counter value as the actual size. Positioniereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfroutine in regelmäßigen Abständen initiiert wird.Positioning device according to claim 18, characterized characterized in that the check routine initiated at regular intervals becomes. Positioniereinrichtung nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfroutine beim Einschalten der Positioniereinrichtung initiiert wird.Positioning device according to claim 18 or claim 19, characterized in that the test routine when switching on the Positioning device is initiated. Positioniereinrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) eine Hohlwelle mit Klemmring (21) oder Kupplung zur Kopplung mit der Einstellachse der Maschine ist.Positioning device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 2 ) a hollow shaft with clamping ring ( 21 ) or coupling for coupling with the adjustment axis of the machine.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008032162B3 (en) * 2008-07-08 2009-12-03 Keiper Gmbh & Co. Kg seat adjustment
DE102008044686A1 (en) 2008-08-28 2010-03-04 Walcher Meßtechnik GmbH Photovoltaic system for use at wall of building, has carrier plate provided with program-controlled drives, wind turbine formed as energy source for drives, and controller connected with drives of solar cell units and wind turbine
DE102008044683A1 (en) 2008-08-28 2010-03-25 Walcher Meßtechnik GmbH Photovoltaic system for use at e.g. building wall, has master drives connected together by data bus line, where one of drives is operated as super master drive providing set value data for master drive and collects measured data
DE102009039044A1 (en) 2008-08-28 2010-04-29 Walcher Meßtechnik GmbH Photovoltaic system for being established in e.g. roof of building, for generating electricity from solar energy, has master drive coordinated with slave drive and providing reference value data and measuring data for slave drive
EP2438676B1 (en) 2009-06-02 2015-09-16 DORMA Deutschland GmbH Protection circuit and devices provided with such a circuit

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011122429A1 (en) * 2011-12-24 2013-06-27 Robert Bosch Gmbh Control device for a solar element, control system for a solar field, solar field and method for controlling a solar element
DE102012023980B4 (en) * 2012-12-07 2020-03-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for verifying a first relative position by means of a second relative position
CN112923957B (en) * 2019-12-06 2022-05-20 合肥欣奕华智能机器股份有限公司 Signal processing method and device for servo driver and encoder
CN113686365B (en) * 2021-09-02 2022-06-17 北京精雕科技集团有限公司 Absolute position measuring device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3342403C2 (en) * 1983-11-24 1987-05-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V., 8000 Muenchen, De
DE3407102C2 (en) * 1984-02-28 1988-09-08 Euchner & Co, 7022 Leinfelden-Echterdingen, De
DE4314274A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-03 Foerster Inst Dr Friedrich Method and device for diameter adjustment for sensors of measurement and/or testing devices, which sensors are provided on a rotary-driven test head
DE4137092C2 (en) * 1991-11-12 1995-05-24 Walcher Mestechnik Gmbh Method for measuring angles of more than 360 °
DE19703525A1 (en) * 1997-01-31 1998-08-13 Walcher Mestechnik Gmbh Device for positioning a shaft
DE19962153A1 (en) * 1999-12-22 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Method and device for detecting the angular position of rotating machine parts
DE10009429A1 (en) * 2000-02-28 2001-09-06 Walcher Mestechnik Gmbh Shaft positioning unit for wood processing machine, has electrical measuring unit and mechanical display unit which are alignable with respect to each other
EP1335188A2 (en) * 2002-01-16 2003-08-13 Ctex Seat Comfort Ltd Component position indicating apparatus
WO2004008075A2 (en) * 2002-07-17 2004-01-22 The Timken Company Apparatus and method for absolute angular position sensing
DE10346052A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-22 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Device for detecting absolute angle of shaft, especially of electric motor, has single turn rotation sensors for detecting positions of shaft and rotary element in multi-turn rotation sensor

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3342403C2 (en) * 1983-11-24 1987-05-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V., 8000 Muenchen, De
DE3407102C2 (en) * 1984-02-28 1988-09-08 Euchner & Co, 7022 Leinfelden-Echterdingen, De
DE4137092C2 (en) * 1991-11-12 1995-05-24 Walcher Mestechnik Gmbh Method for measuring angles of more than 360 °
DE4314274A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-03 Foerster Inst Dr Friedrich Method and device for diameter adjustment for sensors of measurement and/or testing devices, which sensors are provided on a rotary-driven test head
DE19703525A1 (en) * 1997-01-31 1998-08-13 Walcher Mestechnik Gmbh Device for positioning a shaft
DE19962153A1 (en) * 1999-12-22 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Method and device for detecting the angular position of rotating machine parts
DE10009429A1 (en) * 2000-02-28 2001-09-06 Walcher Mestechnik Gmbh Shaft positioning unit for wood processing machine, has electrical measuring unit and mechanical display unit which are alignable with respect to each other
EP1335188A2 (en) * 2002-01-16 2003-08-13 Ctex Seat Comfort Ltd Component position indicating apparatus
WO2004008075A2 (en) * 2002-07-17 2004-01-22 The Timken Company Apparatus and method for absolute angular position sensing
DE10346052A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-22 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Device for detecting absolute angle of shaft, especially of electric motor, has single turn rotation sensors for detecting positions of shaft and rotary element in multi-turn rotation sensor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008032162B3 (en) * 2008-07-08 2009-12-03 Keiper Gmbh & Co. Kg seat adjustment
US8593097B2 (en) 2008-07-08 2013-11-26 Keiper Gmbh & Co. Kg Seat adjusting device
DE102008044686A1 (en) 2008-08-28 2010-03-04 Walcher Meßtechnik GmbH Photovoltaic system for use at wall of building, has carrier plate provided with program-controlled drives, wind turbine formed as energy source for drives, and controller connected with drives of solar cell units and wind turbine
DE102008044683A1 (en) 2008-08-28 2010-03-25 Walcher Meßtechnik GmbH Photovoltaic system for use at e.g. building wall, has master drives connected together by data bus line, where one of drives is operated as super master drive providing set value data for master drive and collects measured data
DE102009039044A1 (en) 2008-08-28 2010-04-29 Walcher Meßtechnik GmbH Photovoltaic system for being established in e.g. roof of building, for generating electricity from solar energy, has master drive coordinated with slave drive and providing reference value data and measuring data for slave drive
DE102008044686B4 (en) * 2008-08-28 2011-04-28 Walcher Meßtechnik GmbH photovoltaic system
EP2438676B1 (en) 2009-06-02 2015-09-16 DORMA Deutschland GmbH Protection circuit and devices provided with such a circuit

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