DE102007004358A1 - Positionsmesssystem mit Nullspur - Google Patents

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Helmut Ritter
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Abstract

Positionsmesssystem mit Nullspur bestehend aus einem inkrementalen Dreh- und Lineargeber an dessen Ausgang auf einer oder mehreren Spuren inkrementale Signale anliegen, die in eine Messwertverarbeitung eingelesen und dort verarbeitet werden, wobei die Nullspur pro Umdrehung oder pro Einheit der Wegstrecke einmalig einen Impuls für den Geber liefert, dadurch gekennzeichnet, dass die inkrementalen Impulse des Gebers vom Beginn eines ersten Nullimpulses bis zum Ende eines zweiten Nullimpulses - oder einem anderen auf die Nullimpulse (27, 28) bezogenen Intervall - gezählt werden und der gezählte Wert mit einem Istwert der erwarteten Zählerimpulse verglichen wird, und dass bei einer Abweichung zwischen den gezählten Geberimpulsen und den erwarteten Impulsen ein Fehlersignal erzeugt wird.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein Positionsmesssystem mit Nullspur nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Positionsmesssysteme werden als Drehgeber zur Ausführung von überwachten und geregelten Bewegungen verwendet. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf inkrementale Dreh- und Lineargeber. Merkmal der bekannten Geber ist, dass am Ausgang auf einer oder mehreren Spuren ein digitales Ausgangssignal erzeugt wird, welches in eine entsprechende Messwertverarbeitung eingelesen und dort verarbeitet wird.
  • Hierbei ist es bekannt, als Ausgang am Geber mindestens eine erste Spur zu verwenden und im Übrigen auch noch eine Nullspur vorzusehen.
  • Die Nullspur wird zum Referenzieren einer Wegstrecke bzw. eines Winkels (Multiturn) größer als 360° verwendet. Die Nullspur liefert pro Umdrehung oder pro Einheit der Wegstrecke einmalig einen Impuls für den Geber. Falls die Verdrahtung für die Nullspur verpolt ist, führt dies zu ständigem Rücksetzen der Weg- oder Winkelinformation und kann zur Zerstörung der Maschine führen, da dem Positionsregler falsche (genullte) Istdaten zur Verfügung gestellt werden und der Regler somit falsche Ausgangsgrößen bereitstellt.
  • Man unterscheidet zwischen Absolutwertgebern, die über eine SSI-Schnittstelle verfügen oder inkrementale Geber. Die Absolutwertgeber sind in den Herstellungskosten teurer, ebenso wie deren Schnittstellen. Die preiswerteren Inkrementalgeber haben jedoch keine absolute Positionsangabe.
  • Es wird deshalb angestrebt, die kostengünstigeren Inkrementalgeber einzusetzen, die allerdings einer Referenzierung bedürfen.
  • Die SSI-Geber haben eine Fehlerüberwachung, die z. B. über die Auswertung des Gray-Codes erfolgt. Diese Sicherheitsauswertung kann bei einem Inkrementalgeber nicht durchgeführt werden. Aus diesem Grund muss eine Überwachung des Gebers im Hinblick auf seine Auflösung erfolgen.
  • In gestörter Umgebung oder bei defekten Schnittstelle/n können Impulse vom Inkrementalgeber (Spur A und/oder B) verloren gehen. Diese fehlenden Impulse können sich zu einem prozess-relevanten Fehler addieren und zu Qualitätsverlusten bei laufenden Prozessen und mitunter auch zur Beschädigung von Anlagen führen. Das Fehlen von Impulsen tritt üblicherweise sporadisch auf, und ist messtechnisch nur schwer zu erfassen. Besonders schwerwiegend wirken sich derartige Fehler bei seltener Referenzierung aus.
  • Ebenfalls können durch Störungen auch Impulse erzeugt werden und eine nicht erreichte Position erscheinen lassen. Auch für diesen Fall gelten die dargestellten Mechanismen.
  • Die Aufgabe der Nullspur eines inkrementalen Weg- oder Winkelgebers ist es, auf eine definierte Referenzschalterposition zu referenzieren, wobei das Verfahren der Referenzierung recht kompliziert ist.
  • Entsprechend dem Stand der Technik wird ein externes Oszilloskop oder anderes elektrisches Messgerät zur Einstellung der Lage des Nullspurimpulses verwendet und zwar so, dass der Nullspurimpuls im prellfreien und aktiven Bereich des Referenzschaltersignals liegt. Der Nullspurimpuls ist sehr kurz (vor allem bei Gebern mit hoher Auflösung) und schwer zu erkennen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Positionsmesssystem mit Nullspur der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei kostengünstiger Verwendung eines Inkrementalgebers eine kostengünstige Referenzierung und eine Überwachung der Geberauflösung möglich ist.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
  • Nach einem ersten wesentlichen Verfahrensmerkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die inkrementalen Impulse des Positionsmesssystems vom Beginn eines ersten Nullimpulses bis zum Ende eines zweiten Nullimpulses gezählt werden und dieser gezählte Wert mit einem Istwert der erwarteten Zählerimpulse verglichen wird. Der Istwert der erwarteten Zählerimpulse entspricht der Sollauflösung.
  • Das Zählen der Geberimpulse startet nach dem Nullimpuls oder mit dem Nullimpuls und endet mit dem nächsten Nullimpuls.
  • Damit wird eine bestimmte Geberauflösung vorgegeben, weil ein solcher Inkrementalgeber für eine vollständige Umdrehung, z. B. 1.024 Impulse erzeugt. Die Sollauflösung entspricht nun diesen erwarteten 1.024 Impulsen, die in der Zwischenzeit am Beginn eines Nullimpulses bis zum Beginn des nächsten Nullimpulses gezählt werden.
  • Aufgrund von Störungen kann es nun vorkommen, dass Geberimpulse fehlen oder sogar mehr Impulse im Zählintervall entstehen, wobei das Zählintervall immer durch zwei hintereinander folgende Nullimpulse gebildet wird. Der Abstand zwischen den Nullimpulsen ist so gewählt, dass er wesentlich größer ist als der Abstand zwischen den Impulsen des Gebers.
  • Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nullimpulsen zu bestimmen und hierzwischen die Zählung der Geberimpulse durchzuführen, sondern es kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen werden, dass beispielsweise ein Abstand zwischen einem ersten und einem darauffolgenden dritten oder vierten Nullimpuls als Zählintervall verwendet wird und bestimmt wird, wie viele Geberimpulse in dieses Zählintervall hineinfallen.
  • Wichtig ist, dass immer Modulo der Zählerauflösung (Modulo von 1.024 Impulsen) gezählt wird, und ferner ist wichtig, dass festgestellt werden kann, ob Impulse fehlen oder zu viele Impulse vorhanden sind.
  • Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Ausgang des Gebers auf einen Komparator geschaltet ist, dem eine Sollauflösung als Istwert eingegeben wird. Kommt es zu einer Abweichung zwischen den gezählten Geberimpulsen und den erwarteten Impulsen, erscheint am Komparator ein Fehlersignal. Dieses Fehlersignal kann einem Fehlerzähler eingegeben werden und der Fehlerzähler zählt dann eine bestimmte Anzahl von Fehlern, bis er an seinem Ausgang in Abhängigkeit von einer Schwellwerteingabe ein Signal erzeugt, welches der nachgeschalteten Recheneinheit eingespeist wird.
  • Ebenso kann unmittelbar der Ausgang des Komparators auf die Recheneinheit geschaltet werden.
  • Entsprechend der verwendeten Applikation entscheidet die Recheneinheit, was mit den Fehlersignalen geschehen soll. Es ist beispielsweise möglich, lediglich eine optische Anzeige anzusteuern, die den Benutzer auf einen Fehlerzustand hinweist.
  • Ebenso ist es in einer anderen Ausgestaltung möglich, dass eine automatisierte Strategie zur Behandlung der Fehler stattfindet, die unter Anderem auch eine Fehlerkorrektur beinhalten kann.
  • Auf jeden Fall ist eine Überwachung der Geberauflösung außerordentlich vorteilhaft, weil man sonst nicht erkennt, ob die mechanische Positionierung eines Werkstückes, welches über eine mechanische Koppelstrecke mit dem Geber gekoppelt ist, wegläuft oder stark fehlerbehaftet ist.
  • Damit werden Kollisionsfälle und Schäden, die mit dem Transport des Werkstückes über eine bestimmte Wegstrecke zusammenhängen, vermieden.
  • Nachfolgend werden die Merkmale der Erfindung stichpunktartig aufgeführt:
    • 1. Zählen der Impulse zwischen zwei Nullimpulsen und Vergleich mit der Sollauflösung:
    • 2. Das Zählen der Impulse startet nach dem Nullimpuls oder mit dem Nullimpuls oder an einem anderen, definierten Startpunkt, der mit dem Nullimpuls zusammenhängt.
    • 3. Eine Abweichung von Soll- zu Istauflösung führt zu einer Fehlermeldung direkt oder indirekt (über weitere Module wie Feldbusse, etc.) an die CPU.
    • 4. Eine weitere Möglichkeit der Auswertung von Soll/Ist-Abweichungen ist die Erhöhung eines Fehlerzählers. Der Fehlerzähler hat üblicherweise einen (einstellbaren) Grenzwert, der zu einer Fehlermeldung an die CPU (direkt oder indirekt über weitere Module wie Feldbusse) führt. Dieser Fehlerzähler wird anschließend zurückgesetzt (Varianten: selbständig oder durch CPU). Einen Fehlerzähler verwendet man dann, wenn z. B. nur eine geringe Anzahl von Soll/Ist-Abweichungen zu keinem Prozessfehler führt (Stichwort: fehlertolerantes System).
  • Die Aktivierung dieser Funktion kann durch Beschreibung eines Auflösungssollwert-Registers erfolgen. Wenn in dem Auflösungssollwert-Register Null steht (z. B. nach Reset), dann ist diese Funktion nicht aktiv. Wenn z. B. 1.024 in das Register geschrieben wird, dann ist die Funktion aktiv.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird zur Lösung der gleichen gestellten Aufgabe ein Verfahren nach folgender technischen Lehre beansprucht:
    Erfindungsgemäß wird die Nullspur des Gebers deshalb nicht nur zur Erfassung der Geberauflösung verwendet, sondern zusätzlich auch noch für die Nullung des Inkrementalweggebers.
  • Die Impulsspur liefert (bei einer bestimmten Auflösung des Winkel- bzw. Weggebers) z. B. 1.024 Impulse pro Umdrehung oder Wegstreckeneinheit. Da ein Inkrementalgeber Impulse ohne jegliche Referenz liefert, muss der Geber referenziert werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Nebenanspruches 8.
  • Es gibt Impulsgeber mit mehreren Impulsspuren, wobei 2 Impulsspuren auch zur Richtungsbestimmung verwendet werden können. Hierbei sind die 2 Impulssignale um 90° phasenverschoben, wobei je nach Richtung einmal der eine Impuls dem anderen Impuls phasenmäßig voreilt und umgekehrt.
  • Die Nullspur liefert pro Umdrehung 1 Signal und wird für die Referenzierung verwendet, wobei die Nullspur mit der Referenzspur eines Referenzschalters abgestimmt wird und zwar so, dass das Nullspursignal in den prellfreien Bereich der Referenzspur gelegt wird. Der Referenzschalter dient zur Detektion des Wegendes, z. B. eines Schlittens für Werkstücke. Die Impulsspursignale, das Nullspursignal und die Referenzspur (Signal des Referenzschalters) werden von einer Auswerteeinheit ausgewertet.
  • Das Nullspursignal wird dem Anwender in Form einer Variablen in der Anwenderschicht der Software zur Verfügung gestellt. Das erfolgt z. B. über einen Standard-Eingang und der Anwender kann dann über seine Anwender- bzw. Visualisierungssoftware den Nullpunkt optisch darstellen und damit das mechanische System einrichten. Der Nullspurindikator kann auch für die Einrichtung einer Maschine verwendet werden.
  • Aktive Nullspursignale können sowohl Pegel (z. B. 24 V) als auch Pegelwechsel (Flankenwechsel 0 -> 24 V oder 24 -> 0 V) sein.
  • Wenn das Nullspursignal und gleichzeitig der Referenzschalter aktiv sind, dann wird der Anwendersoftware ein Ereignissignal zur Verfügung gestellt (Interrupt).
  • Der Nullspurindikator kann durch das aktive Nullspursignal und gleichzeitig aktivem Referenzschaltersignal gesetzt werden (Flip-Flop-Funktionalität) und durch den Anwender über die Anwendersoftwareschnittstelle zurückgesetzt werden, wenn er die aktive Variable erkannt hat.
  • Mit der visuellen Darstellung des Nullspursignals wird ein wesentlicher Vorteil erzielt, denn damit kann erstmals die mechanische Einrichtung der Förderstrecke unterstützend dargestellt werden. Durch die Anzeige des Nullspursignals wird die Einrichtung deshalb erleichtert, weil die Visualisierung die direkte Position des Referenzschalters in Relation zum Nullspurimpuls darstellen kann und damit dem Anwender darstellen kann, wie viel Sicherheit zur Verfügung steht, um Prellimpulse zu verhindern. Er kann dann die Positionierung des Nullimpulses in die Mitte des (von Prellimpulsen ungestörten) Schaltweges des Referenzschalters legen.
  • Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
  • Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich eines Ausführungsweges auf den darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
  • Es zeigen:
  • 1: schematisiert den Aufbau eines Positioniersystems nach der Erfindung
  • 2: ein Blockschaltbild mit schematisiert dargestelltem Inhalt der Messeinrichtung
  • 36: die zeitliche Zuordnung einer Impulsspur zu einer Nullspur und zu einer Referenzspur in Verbindung zu einem auf einer Ebene bewegten Werkstück
  • 7: der Verfahrensablauf nach der Erfindung
  • In 1 ist ein Inkrementalgeber 1 dargestellt, der über eine mechanische Kopplung 12 mit einer beliebigen Vorrichtung 11 gekoppelt ist. Über den Kanal 2 liefert der Inkrementalgeber 1 mehrere Inkrementalsignale auf mehreren Spuren (siehe 2).
  • Der Kanal 2 mündet in eine Messeinrichtung 3, in der die Werte des Inkrementalgebers 1 ausgewertet werden.
  • In der Messeinrichtung 3 werden die Impulse gezählt und als Zahlenwert zur Verfügung gestellt.
  • Am Ausgang der Messeinrichtung wird auf der Leitung 4 ein numerischer Istwert zur Verfügung gestellt, der in die CPU 5 eingespeist wird. Über die Leitung 6 werden der CPU 5 noch weitere externe Vorgaben eingegeben. Die CPU berechnet die Stellgröße, die auf der Leitung 7 der Messeinrichtung 3 wieder zugeführt wird.
  • Am Ausgang der Messeinrichtung 3 wird die digitale Stellgröße über die Leitung 8 einem Aktor 9 (z. B. einem Antrieb) eingespeist. Es versteht sich von selbst, dass auf der Leitung 8 auch analoge Stellgrößen dem Aktor 9 eingespeist werden können.
  • Der Aktor bewegt das mechanische Glied, welches beispielsweise in 6 näher dargestellt ist, und über die mechanische Kopplung 10 wird dieses mechanische Stellsignal auf die Vorrichtung 11 übertragen.
  • In der Vorrichtung 11 kann hierbei ein Referenzschalter 30 angeordnet werden, auf den in 6 noch näher eingegangen wird.
  • Die mechanische Vorrichtung 11 ist über die Kopplung 12 mit dem Inkrementalgeber 1 mechanische gekoppelt.
  • Es versteht sich von selbst, dass auf dem Kanal 2 nicht nur digitale (inkrementale) Impulse in die Messeinrichtung 3 eingespeist werden können, sondern auch analoge Signale, wie z. B. auf der ersten Spur ein Sinussignal und auf der zweiten Spur ein um 90° versetztes Sinussignal (Kosinussignal).
  • Somit wird festgestellt, dass der Inkrementalgeber 1 auch als Sinus-Kosinus-Geber ausgebildet sein kann.
  • In 2 sind weitere Einzelheiten der Messeinrichtung 3 dargestellt.
  • Es ist dargestellt, dass im Kanal 2 insgesamt – als Ausführungsbeispiel – drei verschiedene Spuren am Ausgang des Inkrementalgebers 1 vorhanden sind, nämlich eine Spur 13, auf der inkrementale Signale A/A erzeugt werden, während auf der Spur 14 um 90° verschobene Signale B/B erzeugt werden.
  • Auf der dritten Spur 15 wird das Null-Spur-Signal erzeugt, dessen Periodendauer um ein Vielfaches größer ist als die Periodendauer der Signale auf den Spuren 13 und 14.
  • Der Unterschied zwischen der Periodendauer des Nullspursignals und den inkrementalen und den inkrementalen Signalen auf den Spuren 13, 14 entspricht der erwarteten Ist-Auflösung des Gebers.
  • Wichtig ist, dass eine Auswertung der Spuren 1315 im Inkrementalzähler 40 stattfindet.
  • Gemäß den 3 bis 6 werden durch den Inkrementalgeber 1 auf der Impulsspur 24 eine Anzahl von Impulsen 25 erzeugt, wobei z. B. pro Umdrehung 1.024 Impulse 25 erzeugt werden. Wichtig ist nun, dass auf der Nullspur 26 jeweils eine Anzahl von Nullimpulsen 27, 28 erzeugt werden, wobei hier beispielsweise zwei aufeinanderfolgende Impulse mit den Bezugszeichen 27 und 28 dargestellt sind. Der Abstand zwischen den beiden Nullimpulsen 27, 28 entspricht einer vollen Umdrehung des Inkrementalgebers 1.
  • Nun wird die Anzahl der Impulse im Bereich zwischen den beiden Nullimpulsen 27, 28 gezählt, und es wird festgestellt, ob die erwartete Anzahl von 1.024 Impulsen 25 eingetroffen ist oder nicht.
  • Das Zählergebnis wird über die Leitung 16 in einen Komparator 17 eingespeist. Gleichzeitig wird in den Komparator 17 über die Leitung 19 auch die Sollauflösung 18 eingespeist. Die Sollauflösung entspricht der Anzahl der im ordnungsgemäßen Betrieb erwarteten Impulse pro Umdrehung.
  • Weicht nun die Anzahl der tatsächlich gemessenen Impulse 25 von der Anzahl der erwarteten Impulse ab, wird am Ausgang des Komparators 17 auf der Leitung 20 ein Fehlersignal erzeugt. Dieses Fehlersignal kann unmittelbar auf den Eingang der CPU 5 geschaltet werden.
  • In einer Variante der Erfindung kann jedoch dieses Signal auch über die Leitung 41 einem Fehlerzähler 21 eingespeist werden, der seinerseits eine Auswertung der Fehler durchführt, und zwar in Abhängigkeit von einer Schwellwerteingabe 22.
  • Je nach Auswertungsmodus des Fehlerzählers und in Abhängigkeit von der Schwellwerteingabe 22 wird dann auf dem Ausgang 23 ein entsprechendes Fehlersignal des Fehlerzählers erzeugt und ebenfalls in die CPU 5 eingespeist.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass eine von beiden Leitungen auch entfallen kann; es können entweder der Ausgang 20 oder der Ausgang 23 entfallen, oder es können beide Ausgänge vorhanden sein.
  • Ebenso ist es möglich, im Komparator einen Differenzwert zwischen der Sollauflösung und der Istauflösung zu bilden und diesen Differenzwert der Anwendungssoftware, dem Regler oder der CPU 5 bereitzustellen, um beispielsweise eine automatische Kompensation vorzunehmen.
  • Wichtig ist im Übrigen auch, dass der CPU 5 über die Leitung 39 das Nullspursignal zur Verfügung gestellt wird, um eine nachfolgend zu beschreibende Referenzierung des Inkrementalgebers 1 zu ermöglichen.
  • Aus 5 ergibt sich, dass eine Referenzspur 29 definiert wird. Diese Referenzspur ist das Ausgangssignal eines Referenzschalters 30, der im Bewegungsweg des auf einem Schlitten 34 beispielsweise in den Pfeilrichtungen 36 und 37 bewegten Werkstückes 35 liegt.
  • Der Referenzschalter wird demgemäß zur Referenzierung des Inkrementalgebers 1 verwendet. Der Referenzschalter definiert den Referenzpunkt der Bewegungsstrecke. Er führt somit den Nullimpuls mit dem Referenzpunkt auf der mechanischen Bewegungsstrecke zusammen. Es wird angenommen, dass auf der Referenzspur (Signal des Referenzschalters) auch ein (unerwünschtes) Prellen des Referenzschalters stattfindet, was durch die beiden Prellimpulse 31, 32 dargestellt ist. Die Prellimpulse können hierbei eine sehr hohe Frequenz aufweisen, und es ist lediglich schematisiert dargestellt, dass sie in einem bestimmten zeitlichen Abstand aufeinander folgen. Wichtig ist nun, dass zwischen den beiden Prellimpulsen 31, 32 ein ungestörter Abstand 33 (Referenzstrecke 38) definiert wird und dass lediglich im zeitlichen Bereich dieser Referenzstrecke 38 gesucht wird, ob ein Nullimpuls 28 dort eingetroffen ist oder nicht.
  • Trifft der Nullimpuls 28 im ungestörten Bereich der Referenzstrecke 38 zwischen den beiden Prellimpulsen 31, 32 ein, dann wird dieser Nullimpuls in Deckung mit dem mechanischen Nullpunkt der Strecke gebracht.
  • Damit ist eine Referenzierung gegeben. Es handelt sich demgemäß um eine Initialisierung des Inkrementalgebers, wie es in 7 dargestellt ist. Jede Messfahrt beginnt zunächst mit einer Initialisierungsphase, wobei zunächst im Block Nr. 42 die Referenzfahrt angegeben ist und im Block 43 auf die Betätigung des Referenzschalters 43 gewartet wird, wobei – wie oben stehend erklärt – ein Nullimpuls im Bereich der Referenzstrecke 38 im Block 44 erwartet wird. Erfolgt der Nullimpuls im Bereich der Referenzstrecke 38 wie erwartet, wird im Block 45 der Zähler auf Null gesetzt, und es erfolgt dann als weitere Phase der Positionsbetrieb des Inkrementalgebers im Block 46.
  • Dort werden – wie in 2 dargestellt, die Impulse des Gebers im Block Nr. 47 gezählt, und es erfolgt dann die Feststellung der Zählerauflösung, wie anhand der 2 näher erläutert wurde.
  • Der Block 48 entspricht im Wesentlichen dem Komparator und der Fehlerauswertung, während im Block 49 eine Fehlerbehandlung stattfinden kann, die üblicherweise in die CPU 5 hinein verlegt wird.
  • Mit dem gegebenen Verfahren ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass bisher sehr schwer diagnostizierbare Fehler auf der Maschine schnell und zuverlässig erkannt werden können.
  • 1
    Inkrementalgeber
    2
    Kanal
    3
    Messeinrichtung
    4
    Leitung
    5
    CPU
    6
    Leitung
    7
    Leitung
    8
    Leitung
    9
    Aktor (z. B. Antrieb)
    10
    Kopplung
    11
    Vorrichtung
    12
    Kopplung
    13
    Spur
    14
    Spur
    15
    Spur
    16
    Leitung
    17
    Komparator
    18
    Sollauflösung
    19
    Leitung
    20
    Ausgang
    21
    Fehlerzähler
    22
    Schnellwerteingabe
    23
    Ausgang
    24
    Impulsspur
    25
    Impulse
    26
    Nullspur
    27
    Nullimpuls (Anfang)
    28
    Nullimpuls (Ende)
    29
    Referenzspur
    30
    Referenzschalter
    31
    Prellimpuls
    32
    Prellimpuls
    33
    Impuls
    34
    Schlitten
    35
    Werkstück
    36
    Pfeilrichtung
    37
    Pfeilrichtung
    38
    Referenzstrecke
    39
    Leitung
    40
    Inkrementalzähler
    41
    Leitung
    42
    Referenzfahrt
    43
    Block
    44
    Block
    45
    Block
    46
    Block
    47
    Block
    48
    Block
    49
    Block

Claims (11)

  1. Positionsmesssystem mit Nullspur bestehend aus einem inkrementalen Dreh- und Lineargeber (1) an dessen Ausgang auf einer oder mehreren Spuren inkrementale Signale anliegen, die in eine Messwertverarbeitung eingelesen und dort verarbeitet werden, wobei die Nullspur (26) pro Umdrehung oder pro Einheit der Wegstrecke einmalig einen Nullimpuls für den Geber (1) liefert, dadurch gekennzeichnet, dass die inkrementalen Impulse des Gebers (1) vom Beginn eines ersten Nullimpulses (27) bis zum Ende eines zweiten Nullimpulses (28) – oder einem anderen auf die Nullimpulse (27, 28) bezogenen Intervall – gezählt werden und der gezählte Wert mit einem Istwert der erwarteten Zählerimpulse verglichen wird, und dass bei einer Abweichung zwischen den gezählten Geberimpulsen und den erwarteten Impulsen ein Fehlersignal erzeugt wird.
  2. Positionsmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählintervall aus dem Abstand zwischen einem ersten und einem darauffolgenden dritten oder vierten Nullimpuls (27, 28) gebildet ist.
  3. Positionsmesssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählen der Geberimpulse nach dem Nullimpuls (27) oder mit dem Nullimpuls (27) startet und mit dem nächsten Nullimpuls (28) endet.
  4. Positionsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullspur (26) zum Referenzieren einer Wegstrecke bzw. eines Winkels (Multiturn) größer als 360° verwendet wird und pro Umdrehung oder pro Einheit der Wegstrecke einmalig einen Impuls für den Geber (1) liefert.
  5. Positionsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Gebers (1) auf einen Komparator (17) geschaltet ist, dem eine Sollauflösung als Istwert eingegeben ist, und dass bei einer Abweichung zwischen den gezählten Geberimpulsen und den erwarteten Impulsen am Komparator (17) ein Fehlersignal erzeugt wird.
  6. Positionsmesssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlersignal einem Fehlerzähler eingegeben wird, der eine bestimmte Anzahl von Fehlern solange zählt, bis er an seinem Ausgang in Abhängigkeit von einer Schwellwerteingabe ein Signal erzeugt, welches der nachgeschalteten Recheneinheit eingespeist wird.
  7. Positionsmesssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eine optische Anzeige ansteuert, die den Benutzer auf einen Fehlerzustand hinweist. Diese kann eine optische Leuchtanzeige sein, aber ebenso eine entsprechende Darstellung auf einem angeschlossenen Visualisierungssystem oder einem weiteren Rechner.
  8. Positionsmesssystem mit Nullspur bestehend aus einem inkrementalen Dreh- und Lineargeber (1) an dessen Ausgang auf einer oder mehreren Spuren inkrementale Signale anliegen, die in eine Messwertverarbeitung eingelesen und dort verarbeitet werden, wobei die Nullspur (26) pro Umdrehung oder pro Einheit der Wegstrecke einmalig einen Impuls für den Geber liefert, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullspur (26) für die Nullung des Gebers (1) genutzt wird.
  9. Positionsmesssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullspur pro Umdrehung oder Wegstreckeneinheit 1 Signal liefert und mit der Referenzspur (29) eines Referenzschalters (30) so abgestimmt wird, dass das Nullspursignal in den prellfreien Bereich der Referenzspur (29) gelegt wird.
  10. Positionsmesssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzschalter (30) zur Detektion des Wegendes, z. B. eines Schlittens (34) für Werkstücke dient und dass die Impulsspursignale, das Nullspursignal und die Referenzspur (Signal des Referenzschalters) von einer Auswerteeinheit ausgewertet werden.
  11. Positionsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Nullspursignal und/oder die Referenzspur (Signal des Referenzschalters) dem Anwender in Form einer Variablen in der Anwenderschicht der Software zur Verfügung gestellt und optisch dargestellt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109960195A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 通力股份公司 用于维护运输设备的方法、软件程序及控制器
CN112888916A (zh) * 2018-09-24 2021-06-01 纬湃科技有限责任公司 用于确定机动车辆的曲轴位置的方法
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