DE102018208276A1

DE102018208276A1 - System zur zeiteinstellung einer abtastung eines positionsgebers

Info

Publication number: DE102018208276A1
Application number: DE102018208276.6A
Authority: DE
Inventors: Bjorn Erik Bertil Jansson; Andrew Michael Patzwald
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2018-11-29

Abstract

Ein Positionsgebersystem (das beispielsweise einen linearen Geber umfasst) ist konfiguriert, um schnell Geberpositionsdaten als Reaktion auf Positionstriggersignale bereitzustellen, die von einem Host-Bewegungssteuerungssystem zu vorhersagbaren Zeitpunkten empfangen werden (z.B. gemäß einer voreingestellten Frequenz usw.). Es wird eine Pretrigger-Vorlaufzeit bestimmt, die ein Bruchteil einer Dauer einer definierten Periode zum Abtasten einer Geberposition ist. Eine aktuelle Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition wird dann in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor einem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals eingeleitet. Ein aktuelles Positionstriggersignal wird (z.B. etwa in der Mitte der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition) von dem Host-Bewegungssteuerungssystem dann empfangen. Die durchschnittliche effektive Abtastzeit der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition fällt mit der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters zusammen.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Positionsgeber und genauer gesagt Systeme und Verfahren zum Bestimmen der Zeiteinstellung einer Positionsabtastung bei Positionsgebern.
Beschreibung der verwandten Technik
Diverse Positionsgeber zum Erfassen einer Linear-, Dreh- oder Winkelbewegung sind derzeit verfügbar. Diese Geber basieren im Allgemeinen entweder auf induktiven Messwandlern, kapazitiven Messwandlern, optischen Systemen oder magnetischen Skalen. Im Allgemeinen kann ein Geber einen Messwandler mit einem Lesekopf und einer Skala umfassen. Der Lesekopf kann ein Messwandlerelement und eine Messwandlerelektronik umfassen. Der Messwandler gibt Signale aus, die in Abhängigkeit von der Position des Lesekopfs im Verhältnis zur Skala entlang einer Messachse variieren. Die Messwandlerelektronik gibt die Signale an einen Signalprozessor aus oder verarbeitet die Signale intern, bevor sie geänderte Signale ausgibt, welche die Position des Lesekopfs im Verhältnis zur Skala angeben. Es ist auch üblich, dass ein Gebersystem eine Schnittstellenelektronik umfasst, die von dem Lesekopf getrennt ist, und die Messwandlersignale in der Schnittstellenelektronik interpoliert oder anderweitig verarbeitet, bevor es geänderte Signale, welche die Position des Lesekopfs im Verhältnis zur Skala angeben, an einen externen Host ausgibt.
Einige Positionsgebersysteme kommunizieren mit einem externen Host unter Verwendung eines Anfrage- und Antwort-Prozesses. Dieser Prozess kann drei Schritte umfassen: der externe Host sendet eine Anfrage für eine Positionsmessung (z.B. ein Positionstriggersignal); der Geber tastet die Ausgabe des Positionsmesswandlers ab; und der Geber antwortet, indem er Positionsinformationen sendet. Zwei Patente, die Zeiteinstellungsprobleme (d.h. welche die Berücksichtigung und/oder die Kalibrierung von Abtastverzögerungen betreffen) bei derartigen Anfrage- und Antwort-Systemen betreffen, sind die US-Patente Nr. 5,721,546 und 6,639,529 , die hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen werden. Obwohl diese Techniken aus dem Stand der Technik für das Kalibrieren und/oder Berücksichtigen von Abtastverzögerungen wirksam sind, behandeln sie gewisse andere Zeiteinstellungsprobleme bezüglich des Anfrage- und Antwort-Prozesses nicht (z.B. dass die Gesamtzeiteinstellung zwischen der Anfrage und der Antwort für bestimmte Anwendungen zu lang ist, usw.). Ein Positionsgebersystem, das bezüglich dieser Probleme Verbesserungen bereitstellen kann, wäre wünschenswert.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die in der nachstehenden ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Die vorliegende Kurzdarstellung ist nicht dazu gedacht, Hauptmerkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, und ist auch nicht dazu gedacht, als Hilfe zum Bestimmen des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet zu werden.
Es wird ein Positionsgebersystem bereitgestellt, das einen Positionsgeber umfasst, der konfiguriert ist, um zum Ausgeben von Geberpositionsdaten, die Geberpositionen entsprechen, verwendet zu werden, und ein Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition. Das Positionsgebersystem empfängt Positionstriggersignale von einem Host-Bewegungssteuerungssystem. Ein Verfahren zum Betätigen des Positionsgebersystems bestimmt anfänglich vorhersagbare Zeitpunkte, zu denen erwartet wird, dass Positionstriggersignale von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen werden. Es wird eine Pretrigger-Vorlaufzeit bestimmt, wobei es sich um einen Bruchteil der Dauer einer definierten Periode zum Abtasten einer Geberposition handelt, während der der Positionsgeber Vorgänge ausführt, um Geberpositionsdaten zu erfassen, die mit einer aktuellen Geberposition verknüpft sind (z.B. durch Abtasten eines Positionsmesswandlers des Positionsgebers).
Das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition wird betätigt, um eine aktuelle Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor einem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals einzuleiten. Eine verknüpfte aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten wird als der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition entsprechend bestimmt. Ein aktuelles Positionstriggersignal wird von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen, wobei die durchschnittliche effektive Abtastzeit der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition mit der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters zusammenfällt. Der Positionsgeber wird betätigt, um die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten zu einem Zeitpunkt auszugeben, der mit dem aktuellen Positionstriggersignal verknüpft ist, so dass das Host-Bewegungssteuerungssystem die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten mit dem aktuellen Positionstriggersignal verknüpft. Es versteht sich, dass diese Techniken die gesamte Zeiteinstellung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Positionstriggersignal von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wird, und dem Zeitpunkt, zu dem der Positionsgeber mit Positionsdaten antwortet, reduzieren.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines Positionsgebersystems, wenn es mit einem Host-Bewegungssteuerungssystem gekoppelt ist;
2 ein Blockdiagramm von mehreren Positionsgebersystemen, wenn sie mit einem Host-Bewegungssteuerungssystem gekoppelt sind;
3 ein Blockdiagramm eines Lesekopfs und einer Schnittstellenelektronik eines Positionsgebers;
4 ein Zeitdiagramm, das Signale in einem Positionsgebersystem in Übereinstimmung mit einer ersten beispielhaften Umsetzung abbildet;
5 ein Zeitdiagramm, das Signale in einem Positionsgebersystem in Übereinstimmung mit einer zweiten beispielhaften Umsetzung abbildet; und
6 ein Ablaufschema, das eine beispielhafte Umsetzung einer Routine zum Betätigen eines Positionsgebersystems abbildet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 ist ein Blockdiagramm eines Positionierungssystems 100, das ein Positionsgebersystem 105 umfasst, das mit einem Host-Bewegungssteuerungssystem 130 gekoppelt ist. Das Positionsgebersystem 105 umfasst einen Positionsgeber 110, der eine beliebige Art von Geber, wie etwa ein linearer Positionsgeber, der zur Verwendung durch Servoregler bei Anwendungen, wie etwa Bestückungsautomaten, Fluidabgabemaschinen usw. gedacht ist, sein kann, und eine Schnittstellenelektronik 118. Bei der abgebildeten Ausführungsform umfasst der Positionsgeber 110 eine Skala 112, einen Lesekopf 114 und ein Kabel 117. Bei diversen Umsetzungen kann ein Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition 119 in der Schnittstellenelektronik 118 enthalten sein. Bei bestimmten alternativen Umsetzungen kann ein Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition 119 eine getrennte Komponente sein, die innerhalb oder außerhalb des Positionsgebersystems 105 enthalten ist, wie es nachstehend mit Bezug auf 2 ausführlicher beschrieben wird. Das Host-Bewegungssteuerungssystem 130 (z.B. in der Form eines Servoreglers usw.) kommuniziert anhand eines Kabels 120 mit dem Positionsgebersystem 105, um Positionsanfragen (z.B. Positionstriggersignale) zu senden und um Positionsinformationen zu empfangen.
Im Betrieb sendet das Host-Bewegungssteuerungssystem 130 Befehle (z.B. Positionstriggersignale) über das Kabel 120 an die Schnittstellenelektronik 118. Die Schnittstellenelektronik 118 kann anhand des Kabels 117 mit dem Lesekopf 114 kommunizieren. Die Schnittstellenelektronik 118 löst Positionserfassungsvorgänge in dem Lesekopf 114 aus. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kann in Übereinstimmung mit den hier offenbarten Grundsätzen das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition ein Pretriggersignal bereitstellen, das die Positionserfassung vor dem Zeitpunkt, zu dem das Positionstriggersignal von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wird, auslöst. Als Reaktion auf das Pretriggersignal erhebt der Lesekopf 114 Signale, die von der Position der Skala 112 im Verhältnis zu einem Messwandlerelement 115 des Lesekopfs abhängig sind, und/oder stellt diese bereit, digitalisiert die Signale unter Verwendung der Messwandlerelektronik 116 und sendet die Signale anhand des Kabels 117 an die Schnittstellenelektronik 118. Bei einer Umsetzung kann die Schnittstellenelektronik 118 aus den Signalen eine Position berechnen und kann die Positionsinformationen an das Host-Bewegungssteuerungssystem anhand des Kabels 120 senden. Bei gewissen alternativen Umsetzungen kann die Schnittstellenelektronik 118 ganz oder teilweise als Steckkarte und/oder als eingebettete Software-Routinen oder dergleichen umgesetzt sein und in dem System zur Bewegungssteuerung 130 enthalten sein, und in diesem Fall kann das Kabel 120 entfallen.
Es versteht sich, dass bei diversen Umsetzungen andersartige Verbindungen zwischen der Messwandlerelektronik 116 und der Schnittstellenelektronik 118 verwendet werden können. Beispielsweise kann der Lesekopf 114 Energie von einer getrennten Verbindung (nicht gezeigt) empfangen, und die Messwandlerelektronik 116 und die Schnittstellenelektronik 118 können durch jedes beliebige derzeit bekannte oder noch zu entwickelnde drahtlose Kommunikationsverfahren verbunden sein. Auch kann bei diversen Umsetzungen die Schnittstellenelektronik 118 in dem Lesekopf 114 enthalten oder daran angrenzend sein, und das Kabel 117 kann entfallen oder durch eine beliebige andere geeignete Verbindungsart ersetzt werden.
Bei diversen Umsetzungen kann der Messwandler, der in dem Lesekopf 114 verwendet wird, ein induktiver Messwandler sein. Diverse Beispiele von beispielhaften Ausführungsformen von induktiven Messwandlern werden in den US-Patenten Nr. 6,011,389 und 6,005,387 beschrieben, die gemeinsam übertragen sind und hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen werden. Bei diversen Umsetzungen kann es diverse Arten von Faktoren für diese Messwandler geben (z.B. Induktivität und/oder Impedanz des Messwandlerelements, wozu Sende- und/oder Empfangsspulen gehören, usw.), für die es eine „Sendereinrichtungs-“ Zeit geben kann (z.B. während der gewisse Komponenten zu Beginn eines Abtastprozesses Zeit zum Aufladen benötigen usw.). Bei diversen Umsetzungen können auch verschiedene Arten von Konfigurationen für die Skala 112 (z.B. linear, rotierend usw.) verwendet werden. Beispielsweise kann die Skala 112 bei diversen Umsetzungen eine lineare Absolutpositionsskala sein, die eine feine Spur und eine oder mehrere gröbere Spuren umfasst. Einige Beispiele von Absolutpositionsgebern mit Skalen, die eine feine Spur kombiniert mit zwei gröberen Spuren verwenden, werden in den US-Patenten Nr. 7,608,813 und 8,309,906 beschrieben, die gemeinsam übertragen sind und hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen werden.
Wie zuvor angemerkt können bei diversen Umsetzungen das Positionsgebersystem 105 und das Host-Bewegungssteuerungssystem 130 in einem Anfrage- und Antwort-Format funktionieren. Bei früheren Systemen umfasste dieser Prozess drei Schritte. Zuerst sendete das Host-Bewegungssteuerungssystem 130 eine Anfrage nach der Position (z.B. ein Positionstriggersignal). Bei diversen Umsetzungen kann die Anfrage nach der Position in einem festgelegten Zeitintervall abgegeben werden (z.B. gemäß einer bekannten Frequenz). Sobald die Positionsanfrage empfangen wurde, funktionierte das Positionsgebersystem 105, um die Ausgabe der Messwandlerelektronik 116 abzutasten. Schließlich antwortete das Positionsgebersystem 105, indem es Positionsinformationen an das Host-Bewegungssteuerungssystem 130 sendete.
Bei diversen Umsetzungen kann die Zeiteinstellung zwischen der Anfrage nach den Positionsinformationen und der Antwort ein wichtiger Faktor sein. Beispielsweise können gewisse neuere Schnittstellen Spezifikationen aufweisen, die erfordern, dass ein Positionsgeber auf eine Positionsanfrage von einem Host-Bewegungssteuerungssystem innerhalb eines relativ kurzen Zeitrahmens antwortet. Als ein spezifisches Beispiel kann es notwendig sein, dass ein Positionsgeber mit Positionsdaten innerhalb von 10 Mikrosekunden gegenüber dem Zeitpunkt, zu dem eine Positionsanfrage von einem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wird, antwortet. Obwohl derartige Antwortzeiten manchmal mit schnellen Datenwandlern erreicht werden können, können diese Komponenten relativ kostspielig und/oder schwierig in eine integrierte Schaltung auszulegen zu sein.
Gemäß den hier offenbarten Techniken können die Antwortzeiten durch die Verwendung eines Prozesses mit einem Pretriggersignal verbessert werden. Genauer gesagt wird bei diversen Umsetzungen eine Pretrigger-Vorlaufzeit bestimmt, wobei es sich um einen Bruchteil einer Dauer einer definierten Periode zum Abtasten einer Geberposition handelt. Eine aktuelle Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition wird dann durch ein Pretriggersignal eingeleitet, das in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor einem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt eines Positionstriggersignals bereitgestellt wird (z.B. in regelmäßigen Intervallen vorkommend). Ein aktuelles Positionstriggersignal wird dann (z.B. etwa in der Mitte der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition) von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen. Die durchschnittliche effektive Abtastzeit der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition fällt mit der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters zusammen.
Es versteht sich, dass durch die Verwendung derartiger Techniken, um den Abtastprozess zu beginnen, bevor eine nächste Positionsanfrage (z.B. ein Positionstriggersignal) von einem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wird, eine Positionsausgabe im Verhältnis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Positionsanfrage empfangen wird, schneller erzeugt werden kann. Bei diversen Umsetzungen besteht ein zusätzlicher Vorzug derartiger Techniken darin, dass ein Schwerpunkt der Positionsabtastung besser mit der tatsächlichen Zeiteinstellung der Positionsanfrage zusammenfallen kann. Bei einer spezifischen Umsetzung kann die numerische Position, die aus der Abtastung während des Betriebs mit konstanter Geschwindigkeit berechnet wird, ungefähr mit der tatsächlichen Geberposition zum Zeitpunkt des Abtastschwerpunkts übereinstimmen. Dadurch kann die numerische Position, die von der Anfrage zurückgegeben wird, mindestens ungefähr mit der Zeiteinstellung der Positionsanfrage zusammenfallen.
2 ist ein Blockdiagramm, das gewisse Aspekte eines Positionierungssystems 200 hervorhebt, das drei Positionsgebersysteme 205A bis 205C umfasst, die mit einem Host-Bewegungssteuerungssystem 230 gekoppelt sind. Ähnliche Bezugsnummern 2XX in 2 und 1XX in 1 können sich auf ähnliche Elemente beziehen, soweit durch den Zusammenhang oder die Beschreibung nicht anderweitig angegeben. Jedes der Positionsgebersysteme 205A bis 205C umfasst einen jeweiligen Positionsgeber 210A bis 210C, ein jeweiliges Teilsystem 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition und eine jeweilige Schnittstellenschaltung 281A bis 281C (z.B. wie sie in der Schnittstellenelektronik der Positionsgebersysteme 205A bis 205C enthalten sein kann, die zuvor mit Bezug auf 1 beschrieben wurden). Wie abgebildet ist jedes der jeweiligen Teilsysteme 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition zwischen einem jeweiligen Positionsgeber 210A bis 210C und dem Host-Bewegungssteuerungssystem 230 gekoppelt. Bei diversen alternativen Umsetzungen kann jedes von den Teilsystemen 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition in den jeweiligen Positionsgebern 210A bis 210C enthalten sein (z.B. in der Lesekopfelektronik des Positionsgebers, wie zuvor in der Beschreibung bezüglich 1 angesprochen).
Im Betrieb empfängt jedes der Teilsysteme 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition Positionstriggersignale von dem Host-Bewegungssteuerungssystem 230. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kann das Teilsystem 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition eine Pretrigger-Vorlaufzeit für jeden von den Positionsgebern 210A bis 210C bestimmen und verwenden. Genauer gesagt kann für jeden der Positionsgeber 210A bis 210C das jeweilige Teilsystem 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition funktionieren, um ein Pretriggersignal bereitzustellen, um eine aktuelle Instanz der jeweiligen Periode zum Abtasten einer Geberposition in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor einem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals von dem Host-Bewegungssteuerungssystem 230 einzuleiten. Bei diversen Umsetzungen können die Positionsgeber 210A bis 210C jeweils die gleichen oder unterschiedliche Abtastperioden der Geberposition aufweisen, für welche die Pretrigger-Vorlaufzeiten, die durch die Teilsysteme 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition bestimmt werden, ebenfalls unterschiedlich sein können. Falls beispielsweise der Positionsgeber 210A eine definierte Periode zum Abtasten einer Geberposition aufweist, die länger als eine definierte Periode zum Abtasten einer Geberposition des Positionsgebers 210B ist, kann die verknüpfte Pretrigger-Vorlaufzeit, die durch das Teilsystem 219A zur Zeiteinstellung einer Geberposition bestimmt und verwendet wird, länger als die Pretrigger-Vorlaufzeit sein, die durch das Teilsystem 219B zur Zeiteinstellung einer Geberposition 219B bestimmt und verwendet wird.
Im Betrieb gibt das Host-Bewegungssteuerungssystem 230 die Positionstriggersignale PTS auf einer Signalleitung 211 aus, die als ein Eingang mit jedem der jeweiligen Teilsysteme 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition gekoppelt ist. Wie zuvor beschrieben gibt jedes der Teilsysteme 219A bis 219C zur Zeiteinstellung einer Geberposition in einer bestimmten Pretrigger-Vorlaufzeit ein jeweiliges Pretriggersignal PRT-A bis PRT-C auf jeweiligen Signalleitungen 212A bis 212C an die jeweiligen Positionsgeber 210A bis 210C aus. Wie zuvor beschrieben werden die Teilsysteme 219A bis 219C zur Zeiteinstellung von Positionsgebern betätigt, um die Pretriggersignale PRT-A bis PRT-C auszugeben und somit die aktuellen Instanzen der Periode zum Abtasten einer Geberposition in den jeweiligen Pretrigger-Vorlaufzeiten vor einem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt eines Positionstriggersignals PTS von dem Host-Bewegungssteuerungssystem 230 einzuleiten. Wie es nachstehend mit Bezug auf 4 ausführlicher beschrieben wird, werden, nachdem die Positionsabtastung durch die jeweiligen Positionsgeber 210A bis 210C (z.B. die Positionsabtastung für eine feine Skalenspur) beendet wurde, die jeweiligen Geberpositionsdaten EPD-A bis EPD-C an die Schnittstellenschaltungen 281A bis 281C (z.B. serielle Schnittstellenschaltungen) ausgegeben, was entsprechende Positionsdaten bereitstellt, die auf den jeweiligen Signalleitungen 213A bis 213C formatiert sind, die mit dem Host-Bewegungssteuerungssystem 230 gekoppelt sind.
Bei diversen Umsetzungen kann jeder der Positionsgeber 210A bis 210C verwendet werden, um eine Position entlang einer anderen Bewegungsachse (z.B. an den X-, Y- und Z-Bewegungsachsen entlang) des Positionierungssystems 200 zu bestimmen. Bei einer spezifischen beispielhaften Umsetzung kann der Positionsgeber 210A zum Bestimmen einer Position entlang einer X-Achse verwendet werden, während der Positionsgeber 210B zum Bestimmen einer Position entlang einer Y-Achse verwendet werden kann, und der Positionsgeber 210C verwendet werden kann, um eine Position entlang einer Z-Achse zu bestimmen. Bei anderen Umsetzungen kann bzw. können einer oder mehrere der Positionsgeber verwendet werden, um andere Arten von Positionsdaten (z.B. Rotationsbewegung der Komponenten an verschiedenen physischen Standorten des Positionierungssystems 200 usw.) zu bestimmen.
3 ist ein Blockdiagramm 300, das gewisse Aspekte eines Positionsgebersystems 305 zeigt. Insbesondere werden gewisse Einzelheiten für eine Ausführungsform eines Lesekopfs 314 eines Positionsgebers 310 und einer Schnittstellenelektronik 318 gezeigt. Ähnliche Bezugsnummern 3XX in 3, 2XX in 2 und 1XX in 1 können sich auf ähnliche Elemente oder Funktionen beziehen und sind vergleichsweise zu verstehen, soweit durch den Zusammenhang oder die Beschreibung nicht anderweitig angegeben. Bei einigen Umsetzungen kann die Schnittstellenelektronik 318 in dem Lesekopf 314 (z.B. auf einer einzigen Leiterplatte) enthalten sein. Der Lesekopf 314 umfasst ein Messwandlerelement 315 und eine Messwandlerelektronik 316. Wie zuvor angemerkt kann der Messwandler bei diversen Umsetzungen ein induktiver Messwandler sein, der in 3 schematisch abgebildet ist. Das Messwandlerelement 315 umfasst einen Empfangsspulenabschnitt 350 und einen Sendespulenabschnitt 355. Der Empfangsspulenabschnitt 350 umfasst die Empfangsspulen 351A, 351B und 351C, und der Sendespulenabschnitt 355 umfasst die Sendespulen 356A, 356B und 356C. Im Betrieb ist die Kopplung zwischen den Sendespulen und den Empfangsspulen durch die Skala 312 „positionsmoduliert“, die derart konfiguriert ist, dass die Kopplungsmodulation von der relativen Position zwischen der Skala 312 und dem Messwandlerelement 315 gemäß bekannten Verfahren abhängig ist. Die Messwandlerelektronik 316 gibt positionsmodulierte Signale ein, die durch die Empfangsspulenabschnitte 350 erfasst werden.
Bei der abgebildeten Ausführungsform umfasst die Messwandlerelektronik 316 einen Multiplexer 361, die Verstärker 363A bis 363C, die Analog-Digital-Wandler 364A bis 364C, einen Positionssignalprozessor 367 und einen Treiber/Controller 370 des Senders. Die Ausgaben der Empfangsspulen 351A bis 351C sind über den Multiplexer 361 jeweils mit den Verstärkern 363A bis 363C gekoppelt. Die Ausgaben der Verstärker 363A bis 363C sind jeweils mit den Analog-Digital-Wandlern 364A bis 364C gekoppelt. Die Ausgaben der Analog-Digital-Wandler 364A bis 364C sind mit dem Positionssignalprozessor 367 gekoppelt. Die angesprochenen Komponenten können gemäß bekannten Grundsätzen funktionieren (wie beispielsweise in den übernommenen Referenzen offenbart) und/oder wie weiter unten mit Bezug auf 4 und 5 offenbart, um die absolute Position des Positionsgebers gemäß den Signalen von den Empfangsspulen 351A bis 351C zu bestimmen.
Bei der abgebildeten Umsetzung kann die Schnittstellenelektronik 318 serielle Schnittstellenschaltungen 381 (die beispielsweise eine RS485-Schnittstelle umfassen), einen Befehlsparser 382, ein Teilsystem 319 zur Zeiteinstellung einer Geberposition und einen Taktgeber 384 umfassen. Die Schnittstellenelektronik 318 kann ferner diverse andere nicht gezeigte Komponenten (z.B. Energieversorgungskomponenten, Regler usw.) je nach Wunsch oder Bedarf gemäß bekannten Grundsätzen umfassen. Die seriellen Schnittstellenschaltungen 381 können die Ausgabe von dem Positionssignalprozessor 367 empfangen und Geberpositionsdaten bereitstellen, die zum Ausgaben an ein Host-Bewegungssteuerungssystem 330 auf einer oder mehreren Signalleitungen 313 formatiert sind. Energie- und/oder andere Signale können zwischen dem Host-Bewegungssteuerungssystem 330 und dem Positionsgebersystem 305 auf der oder den Leitungen 311 bereitgestellt werden. Der Taktgeber 384 kann ein Taktsignal für die Messwandlerelektronik 316 bereitstellen. Bei diversen Umsetzungen können gegebenenfalls diverse Komponenten und/oder Funktionen der Schnittstellenelektronik 318 in einem benutzerprogrammierbaren Gate-Array bereitgestellt werden.
4 ist ein Zeitdiagramm 400, das die Zeitachsen 410 bis 470 für diverse Signale in einem Positionsgebersystem in Übereinstimmung mit einer ersten beispielhaften Umsetzung abbildet. Wie in 4 gezeigt, bildet eine Zeitachse 410 einer Positionsanfrage die Positionstriggersignale 412 und 414 (wie sie beispielsweise von einem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen werden) und die entsprechenden Pretriggersignale 411 und 413 (wie sie beispielsweise durch ein Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition erzeugt werden) ab, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Eine Zeitachse 420 zum Abtasten der Skala A bildet die Perioden zum Abtasten einer Geberpositionen 421 und 425 ab, während eine Zeitachse 450 zum Abtasten einer Skala B eine Periode 451 zum Abtasten einer Geberposition abbildet, und eine Zeitachse 460 zum Abtasten einer Skala C eine Periode 461 zum Abtasten einer Geberposition abbildet. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, entspricht jede der Abtastperioden der Geberposition 421, 425, 451 und 461 einer Abtastung einer jeweiligen Skalenspur A, B oder C (z.B. der Skala 112 aus 1), wobei die Skalenspur A einer feinen Skalenspur entspricht, und die Skalenspuren B und C gröberen Skalenspuren entsprechen.
Eine Zeitachse 420 zum Berechnen einer feinen Position bildet eine Periode 431 zum Berechnen einer feinen Position ab, und eine Zeitachse 470 zum Aktualisieren einer groben Position bildet die Perioden 471 und 472 zum Aktualisieren einer groben Position ab. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, erfolgen das Berechnen und Aktualisieren der jeweiligen Positionen nach dem Ende jeder der jeweiligen Perioden zum Abtasten einer Geberposition 421, 451, 425 und 461. Eine Zeitachse 440 einer seriellen Antwort bildet die Datensendeperioden 442 und 445 ab. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, entspricht jede der Datensendeperioden 442 und 445 der Ausgabe durch den Positionsgeber einer aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten (wie sie beispielsweise berechnet und aktualisiert werden usw.) an das Host-Bewegungssteuerungssystem mit einer Zeiteinstellung, die mit einem entsprechenden aktuellen Positionstriggersignal 412 oder 414 verknüpft ist, das zuvor von dem Host-Bewegungssteuerungssystem als Teil einer Positionsanfrage empfangen wurde. Genauere spezifische Einzelheiten bezüglich der Vorgänge des Positionsgebersystems während jeder der Zeitachsen 410 bis 470 werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Wie auf der Zeitachse 410 einer Positionsanfrage zu einem Zeitpunkt T1 abgebildet, wird das Pretriggersignal 411 erzeugt (wie es beispielsweise durch ein Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition bereitgestellt wird), und zu einem Zeitpunkt T3 wird das aktuelle Positionstriggersignal 412 (z.B. von dem Host-Bewegungssteuerungssystem) empfangen. Wie auf der Zeitachse 420 einer Abtastskala A abgebildet, leitet das Pretriggersignal 411 die aktuelle Instanz der Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition ein, die zu dem Zeitpunkt T1 beginnt und zu einem Zeitpunkt T5 endet. Bei dem Beispiel aus 4 entspricht die Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition einer Abtastung einer Skalenspur A (z.B. einer feinen Skalenspur der Skala 112 aus 1). Die aktuelle Instanz der Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition umfasst eine Sendereinrichtungsperiode 422 von dem Zeitpunkt T1 bis zu einem Zeitpunkt T2 (z.B. zum Aufladen der Sendespulen 356A bis 356C des Messwandlerelements 315 aus 3), und eine effektive Abtastperiode 423 von dem Zeitpunkt T2 zu dem Zeitpunkt T5. Die effektive Abtastperiode 423 weist eine durchschnittliche effektive Abtastzeit 424 auf, die einem Zeitpunkt T3 entspricht, der mit der tatsächlichen Zeiteinstellung eines aktuellen Positionstriggersignals 412 innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters ATW zusammenfällt. Bei dem bestimmten Beispiel aus 4 kommen die durchschnittliche effektive Abtastzeit 424 und die tatsächliche Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals 412 beide ungefähr zu dem Zeitpunkt T3 vor. Genauer gesagt kann eine Pretrigger-Vorlaufzeit PTLT für die Einleitung der aktuellen Instanz der Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition derart getaktet werden, dass die durchschnittliche effektive Abtastzeit 424 der aktuellen Instanz der Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition ungefähr die gleiche wie die tatsächliche Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals 412 zu dem Zeitpunkt T3 ist.
Wie abgebildet wird das Pretriggersignal 411 zu dem Zeitpunkt T1 erzeugt, der in der Pretrigger-Vorlaufzeit PTLT vor der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals 412 vorkommt, das zu dem Zeitpunkt T3 vorkommt. Wie zuvor beschrieben wird die Pretrigger-Vorlaufzeit PTLT (z.B. durch das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition) bestimmt und ist ein Bruchteil der Dauer der definierten Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition, während der der Positionsgeber Vorgänge ausführt, um Geberpositionsdaten zu erfassen, die mit einer aktuellen Geberposition (z.B. der Position des Messwandlerelements 115 im Verhältnis zu der Skala 112 aus 1) verknüpft sind. Bei einer Umsetzung ist die Pretrigger-Vorlaufzeit PTLT ungefähr gleich der Hälfte der effektiven Abtastperiode 423 zuzüglich der Sendereinrichtungsperiode 422 der Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition.
Wie auf der Zeitachse 420 zum Berechnen einer feinen Position abgebildet, nachdem die Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition beendet ist, beginnt die Periode 431 zum Berechnen einer feinen Position zu dem Zeitpunkt T5 und endet zu einem Zeitpunkt T6. Bei diversen Umsetzungen entspricht die Periode 431 zum Berechnen einer feinen Position einer Berechnung einer feinen Position (z.B. in Übereinstimmung mit einer Position des Messwandlerelements 115 im Verhältnis zu einer feinen Skalenspur der Skala 112 aus 1). Wie auf der Zeitachse 440 einer seriellen Antwort abgebildet, nachdem die Periode 431 zum Berechnen einer feinen Position beendet ist, beginnt die Datensendeperiode 442 zu dem Zeitpunkt T6 und endet zu einem Zeitpunkt T8. Während der Datensendeperiode 442 wird der Positionsgeber betätigt, um die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten zu einem Zeitpunkt auszugeben, der mit dem aktuellen Positionstriggersignal 412 verknüpft ist, so dass das Host-Bewegungssteuerungssystem die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten mit dem aktuellen Positionstriggersignal 412 verknüpft. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, während die Positionsdaten gesendet werden, kann der Positionsgeber ferner betätigt werden, um eine der gröberen Skalenspuren der Skala 112 (z.B. Skalenspur B oder C) abzutasten, für welche die Positionsdaten von der gröberen Skalenspur verwendet werden, um den gröberen Abschnitt der absoluten Position in der folgenden Abtastperiode zu aktualisieren. Die Abtastung der Skalenspur B oder C kann für aufeinanderfolgende Abtastperioden abgewechselt werden, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Wie auf der Zeitachse 450 zum Abtasten einer Skala B abgebildet, beginnt die Periode 451 zum Abtasten einer Geberposition zu dem Zeitpunkt T5 und endet zu einem Zeitpunkt T9. Ähnlich wie die Geberabtastperiode 421 umfasst die Periode 451 zum Abtasten einer Geberposition eine Sendereinrichtungsperiode 452 von dem Zeitpunkt T5 bis zu einem Zeitpunkt T7 und eine effektive Abtastperiode 453 von dem Zeitpunkt T7 bis zu einem Zeitpunkt T9. Die Periode 451 zum Abtasten einer Geberposition entspricht einer Abtastung einer gröberen Skalenspur B (z.B. der Skala 112 aus 1). Wie auf der Zeitachse 470 zum Aktualisieren einer groben Position abgebildet, nachdem die Periode 451 zum Abtasten einer Geberposition beendet ist, beginnt die Periode 471 zum Aktualisieren einer groben Position zu dem Zeitpunkt T9 und endet zu einem Zeitpunkt T10. Bei diversen Umsetzungen entspricht die Periode 471 zum Aktualisieren einer groben Position einer Berechnung und Aktualisierung einer groben Position in Übereinstimmung mit der Abtastung der Skalenspur B in der vorhergehenden Periode 451 zum Abtasten einer Geberposition. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, werden die aktualisierten groben Positionsdaten anschließend mit feinen Positionsdaten aus einer nachfolgenden Periode 432 zum Berechnen einer feinen Position kombiniert, um eine absolute Position (z.B. des Messwandlerelements 115 im Verhältnis zu der Skala 112 aus 1) zu bestimmen.
Wie auf der Zeitachse 420 einer Abtastskala A abgebildet, beginnt die Periode 425 zum Abtasten einer Geberposition zu dem Zeitpunkt T9 und endet zu einem Zeitpunkt T12. Ähnlich wie die Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition umfasst die Periode 425 zum Abtasten einer Geberposition eine Sendereinrichtungsperiode 426 von dem Zeitpunkt T9 bis zu einem Zeitpunkt T10 und eine effektive Abtastperiode 427 von dem Zeitpunkt T10 bis zu einem Zeitpunkt T12. Die effektive Abtastperiode 427 weist eine durchschnittliche effektive Abtastzeit 428 auf, die einem Zeitpunkt T11 entspricht, der mit der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals 414 innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters ATW zusammenfällt.
Wie auf der Zeitachse 430 zum Berechnen einer feinen Position abgebildet, beginnt die Periode 432 zum Berechnen einer feinen Position zu dem Zeitpunkt T12 und endet zu dem Zeitpunkt T13, der ähnlich wie die Periode 431 zum Berechnen einer feinen Position einer Berechnung einer feinen Position (z.B. in Übereinstimmung mit einer Position des Messwandlerelements 115 im Verhältnis zu einer feinen Skalenspur der Skala 112 aus 1) entspricht. Wie zuvor erwähnt, werden die aktualisierten groben Positionsdaten aus der Periode 471 zum Aktualisieren einer groben Position kombiniert mit den berechneten feinen Positionsdaten aus der Periode 432 zum Berechnen einer feinen Position kombiniert, um die gesamte absolute Position (z.B. des Messwandlerelements 115 im Verhältnis zu der Skala 112 aus 1) zu aktualisieren.
Wie auf der Zeitachse 440 einer seriellen Antwort abgebildet, beginnt eine Datensendeperiode 445 zu dem Zeitpunkt T13 und endet zu einem Zeitpunkt T15. Ähnlich wie die Datensendeperiode 442 entspricht die Datensendeperiode 445 der Betätigung des Positionsgebers, um die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten (z.B. wie während der Positionsberechnungsperiode 432 berechnet) zu einem Zeitpunkt auszugeben, der mit dem aktuellen Positionstriggersignal 414 verknüpft ist, so dass das Host-Bewegungssteuerungssystem die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten mit dem aktuellen Positionstriggersignal 414 verknüpft. Wie auf der Zeitachse 460 zum Abtasten einer Skala C abgebildet, beginnt die Periode 461 zum Abtasten einer Geberposition zu dem Zeitpunkt T12 und endet zu dem Zeitpunkt T16. Ähnlich wie die Abtastperiode der die Geberposition 421 umfasst die Periode 461 zum Abtasten einer Geberposition eine Sendereinrichtungsperiode 462 von dem Zeitpunkt T12 bis zu einem Zeitpunkt T14, und eine effektive Abtastperiode 463 von dem Zeitpunkt T14 bis zu einem Zeitpunkt T16. Die Periode 461 zum Abtasten einer Geberposition entspricht einer Abtastung der gröberen Skalenspur C (z.B. der Skala 112 aus 1).
Es versteht sich, dass die Sequenz aus 4 abbildet, wie die gröberen Skalenspuren B und C (z.B. einer Ausführungsform eines Absolutgebers der Skala 112 aus 1) abwechselnd abgetastet werden, wie es während der Datensendeperioden 442 und 445 erfolgt, während die Positionsdaten an das Host-Bewegungssteuerungssystem gesendet werden. Wie auf der Zeitachse 470 zum Aktualisieren einer groben Position abgebildet, beginnt die Periode 472 zum Aktualisieren einer groben Position zu einem Zeitpunkt T16 und endet zu einem Zeitpunkt T17 (z.B. entsprechend der Berechnung der groben Position gemäß der Abtastung der Skalenspur C während der Periode 461 zum Abtasten einer Geberposition). Ähnlich wie die Periode 471 zum Aktualisieren einer groben Position werden die groben Positionsdaten, die während der Periode 472 zum Aktualisieren einer groben Position bestimmt werden, verwendet, um den gröberen Abschnitt der absoluten Position in der nächsten Positionsberechnungsperiode zu aktualisieren.
Es versteht sich, dass der zuvor mit Bezug auf 4 beschriebene Prozess abbildet, wie ein Pretriggersignal verwendet werden kann, um die Gesamtantwortzeit zu reduzieren, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem ein Positionstriggersignal von einem Host-Bewegungssteuerungssystem gesendet wird, und dem Zeitpunkt, zu dem als Antwort die Sendung von Positionsdaten zurück zu dem Host-Bewegungssteuerungssystem beginnt, vorkommt. Ganz allgemein können die offenbarten Pretrigger-Grundsätze für Abtastung und Bestimmung von Positionsdaten einer beliebigen einzelnen Skala oder aller Skalen eines Positionsgebers bei diversen Ausführungsformen verwendet werden. Als einige spezifische Zeiteinstellungsbeispiele, falls ein System verlangt, dass die Antwortzeit (z.B. für den Beginn der Sendedaten) innerhalb einer notwendigen Antwortzeit liegt (z.B. innerhalb von 10 Mikrosekunden im Verhältnis zum Empfang des Positionstriggersignals), und falls die gesamte Periode zum Abtasten einer Geberposition (z.B. 16 Mikrosekunden) zuzüglich der Positionsberechnungsperiode (z.B. 1 Mikrosekunde) länger als die notwendige Antwortzeit ist, versteht es sich, dass falls die Abtastung erst nachdem das Positionstriggersignal empfangen wurde gestartet wird, das System nicht mit dem Senden der Positionsdaten innerhalb der notwendigen Antwortzeit beginnen könnte. Dagegen kann durch die Verwendung der hier offenbarten Techniken, welche die Verwendung des Pretriggersignals umfassen, um die Periode zum Abtasten einer Geberposition zu starten, bevor das Positionstriggersignal von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wird, die sich ergebende Gesamtantwortzeit für den Beginn der Sendung der Positionsdaten (z.B. 8 Mikrosekunden) kürzer als die notwendige Antwortzeit (z.B. 10 Mikrosekunden) sein kann.
5 ist ein Zeitdiagramm 500, das die Zeitachsen 510 bis 530 und die Signale 540 bis 580 in einem Positionsgebersystem in Übereinstimmung mit einer zweiten beispielhaften Umsetzung abbildet. Wie in 5 gezeigt, bildet eine Zeitachse 510 einer NC-Anfrage die Positionsanfrageperioden 511 und 512 ab (die beispielsweise Positionstriggersignale umfassen, die von einem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen werden). Eine Zeitachse 520 einer NC-Antwort bildet die Datensendeperioden 521 und 522 ab. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, entspricht jede der Datensendeperioden 521 und 522 der Ausgabe durch den Positionsgeber einer aktuellen Instanz der Geberpositionsdaten (z.B. wie berechnet, aktualisiert usw.) zu einem Zeitpunkt, der mit einem entsprechenden aktuellen Positionstriggersignal verknüpft ist, das zuvor von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wurde. Eine Zeitachse 530 zum Abtasten einer Skala bildet beispielhafte Skalenmarkierungen 531 bis 534 ab, die der jeweiligen Skalenabtastung (z.B. der Skalenspuren A, B oder C) entsprechen.
Ein Treiberaktivierungssignal 540 umfasst die Signalabschnitte 541 bis 544 (z.B. zum Ansteuern der Sendespulen 356A bis 356C des Messwandlerelements 315 aus 3). Ein Signal 550 zum Aktivieren eines Analog-DigitalWandlers (ADC) umfasst die Signalabschnitte 551 bis 554 (z.B. zum Aktivieren der ADCs 364A bis 364C der Messwandlerelektronik 316 aus 3). Ein Treiberwellenformsignal 560 umfasst die Signalabschnitte 561 bis 564 (die beispielsweise der schematisch abgebildeten schwingenden Treiberwellenform zum Ansteuern der Sendespulen 356A bis 356C des induktiven Messwandlerelements 315 aus 3 entsprechen). Das Signal 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals umfasst die Signalabschnitte 571 bis 574 (die beispielsweise den Abtast- und Haltewerten der Empfangsspulen 351A bis 351C des Messwandlerelements 315 aus 3 entsprechen). Das ADC-gefilterte Ausgangssignal 580 umfasst die schematisch dargestellten ADC-Signalumwandlungsabschnitte 581 bis 584 (die beispielsweise den ADC-Werten der Geberpositionsdaten entsprechen, wie sie von den jeweiligen Skalenspuren A, B oder C abgetastet werden). Genauere Einzelheiten bezüglich der Zeiteinstellung der diversen Signale, die in 5 abgebildet sind, werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Wie in 5 abgebildet wird zu einem Zeitpunkt T1 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Vorhergesagter Start Skala A“ entspricht) ein Pretriggersignal erzeugt (wie es beispielsweise durch ein Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition bereitgestellt wird), das eine Abtastung einer feinen Skalenspur A einleitet (z.B. ähnlich wie die Periode 421 zum Abtasten einer Geberposition aus 4 zur Abtastung der feinen Skalenspur A). Entsprechend gehen das Treiberaktivierungssignal 540 und das ADC-Aktivierungssignal 550 beide zu dem Zeitpunkt T1 von LOW auf HIGH über. Als Reaktion darauf beginnt das Treiberwellenformsignal 560 zu schwingen, und das Signal 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals beginnt damit, in einen höheren Zustand überzugehen, der ungefähr den Spitzen des Treiberwellenformsignals 560 entspricht, und das ADC-gefilterte Ausgangssignal 580 beginnt eine Periode von abgestuften Übergängen.
Zu einem Zeitpunkt T2 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Treiberstart“ entspricht), werden die Spitzen des schwingenden Treiberwellenformsignals 560 gezeigt, wie sie ungefähr einen maximalen Zustand erreichen. Zu einem Zeitpunkt T3 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Anfrage starten“ entspricht) beginnt eine Positionsanfrageperiode 511, wie auf der Zeitachse 510 einer NC-Anfrage gezeigt, wie sie dem Empfang eines Positionstriggersignals von dem Host-Bewegungssteuerungssystem entsprechen kann. Zu einem Zeitpunkt T4 (der beispielsweise der Zeiteinstellung „Abtasten Skala A“ entspricht) wird eine Abtastskalenmarkierung 531 angegeben, wie auf der Zeitachse 530 zum Abtasten einer Skala gezeigt. Zu dem Zeitpunkt T4 geht das Treiberaktivierungssignal 540 von HIGH auf LOW über, und das Treiberwellenformsignal 560 hört entsprechend auf zu schwingen und kehrt auf einen Nullpegel zurück. Der Signalabschnitt 541 (von dem Zeitpunkt T1 bis zu dem Zeitpunkt T4) des Treiberaktivierungssignals 540 und der entsprechende Signalabschnitt 561 (von dem Zeitpunkt T1 bis zu dem Zeitpunkt T4) des Treiberwellenformsignals 560 werden als der Abtastung der feinen Skalenspur A entsprechend vermerkt.
Zu einem Zeitpunkt T5 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Anfrage beenden“ entspricht) ist die Positionsanfrageperiode 511 beendet, wie auf der Zeitachse 510 einer NC-Anfrage abgebildet. Zu einem Zeitpunkt T6 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Antwort beginnen“ entspricht), beginnt die Datensendeperiode 521, wie auf der Zeitachse 520 einer NC-Antwort abgebildet. Zu einem Zeitpunkt T7 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „ADC bereit“ entspricht) wird der ADC als bereit angegeben (z.B. für die nachfolgenden Prozesse, zu denen das Senden das Positionsdaten gehört). Zu einem Zeitpunkt T8 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Positionsdaten senden“ entspricht) beginnt der Prozess zum Senden/Übertragen der Positionsdaten, das ADC-Aktivierungssignal 550 geht von HIGH auf LOW über und das Signal 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals beginnt entsprechend einen Abwärtsübergang auf einen Nullpegel. Zu einem Zeitpunkt T9 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „ADC aus/zurücksetzen“ entspricht) beginnt das ADC-gefilterte Ausgangssignal 580 einen Abwärtsübergang auf einen Nullpegel. Der Signalabschnitt 551 (von dem Zeitpunkt T1 bis zu dem Zeitpunkt T8) des ADC-Aktivierungssignals 550, der Signalabschnitt 571 (von dem Zeitpunkt T1 bis zu dem Zeitpunkt T8) des Signals 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals und der Signalumwandlungsabschnitt 581 (von dem Zeitpunkt T1 bis zu dem Zeitpunkt T9) des ADC-gefilterten Ausgangssignals 580 werden als der Abtastung der feinen Skalenspur A entsprechend vermerkt.
Beginnend zu einem Zeitpunkt T10 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Start Skala B“ entspricht) wiederholt sich der Abtastprozess für die Abtastung der gröberen Skalenspur B (z.B. ähnlich wie die Periode 451 zum Abtasten einer Geberposition aus 4 für die Abtastskalenspur B). Es sei zu beachten, dass die Abtastung der gröberen Skalenspur B mindestens teilweise ausgeführt wird, während die Positionsdaten an das Host-Bewegungssteuerungssystem gesendet werden (d.h. während der Datensendeperiode 521), ähnlich wie der Prozess aus 4. Zu dem Zeitpunkt T10 gehen das Treiberaktivierungssignal 540 und das ADC-Aktivierungssignal 550 beide von LOW auf HIGH über, und das Treiberwellenformsignal 560 beginnt entsprechend zu schwingen, das Signal 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals beginnt, auf einen höheren Zustand überzugehen (d.h. ungefähr nach den Spitzen des Treiberwellenformsignals 560), und das ADC-gefilterte Ausgangssignal 580 beginnt eine Periode von abgestuften Übergängen, jeweils entsprechend der Abtastung der gröberen Skalenspur B. Zu einem Zeitpunkt T11 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Abtasten Skala B“ entspricht) geht das Treiberaktivierungssignal 540 von HIGH auf LOW über, und das Treiberwellenformsignal 560 hört entsprechend auf zu schwingen und kehrt auf einen Nullpegel zurück. Der Signalabschnitt 542 (von dem Zeitpunkt T10 bis zu dem Zeitpunkt T11) des Treiberaktivierungssignals 540 und der Signalabschnitt 562 (von dem Zeitpunkt T10 bis zu dem Zeitpunkt T11) des Treiberwellenformsignals 560 werden als der Abtastung der gröberen Skalenspur B entsprechend vermerkt.
Zu einem Zeitpunkt T12 (der beispielsweise der Zeiteinstellung „Sendung abgeschlossen“ entspricht) ist die Datensendeperiode 521 beendet, wie auf der Zeitachse 520 einer NC-Antwort abgebildet. Zu einem Zeitpunkt T13 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „A+B/C-Skala beendet“ entspricht) geht das ADC-Aktivierungssignal 550 von HIGH auf LOW über, und das Signal 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals beginnt entsprechend einen Abwärtsübergang auf einen Nullpegel, gefolgt von einem Abwärtsübergang des ADC-gefilterten Ausgangssignals 580 auf einen Nullpegel. Der Signalabschnitt 552 (von dem Zeitpunkt T10 bis zu dem Zeitpunkt T13) des ADC-Aktivierungssignals 550, der Signalabschnitt 572 (von dem Zeitpunkt T10 bis zu dem Zeitpunkt T13) des Signals 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals und der Signalabschnitt 582 (von dem Zeitpunkt T10 bis zu dem Zeitpunkt T13) des ADC-gefilterten Ausgangssignals 580 werden als der Abtastung der gröberen Skalenspur B entsprechend vermerkt. Zu einem Zeitpunkt T14 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Zurücksetzen beendet“ entspricht) haben das Signal 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals und das ADC-gefilterte Ausgangssignal 580 den Übergang auf einen Nullpegel abgeschlossen, für den der Prozess des Zurücksetzens abgeschlossen ist.
Nach dem Zeitpunkt T14 wiederholt sich der Prozess für eine andere Abtastung der feinen Skalenspur A und für eine Abtastung der gröberen Skalenspur C (d.h. ähnlich wie der Prozess in der zweiten Hälfte aus 4). Genauer gesagt wird ein zweites Pretriggersignal (z.B. durch das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition) zu einem Zeitpunkt T15 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Vorhergesagter Start Skala A“ entspricht, ähnlich wie zu dem Zeitpunkt T1) erzeugt, das den Prozess zur Abtastung der feinen Skalenspur A beginnt. Ähnlich wie die zuvor beschriebenen Signale zwischen den Zeitpunkten T1 und T10 umfassen die Signalabschnitte, die der Abtastung der feinen Skalenspur A entsprechen, jeweils den Signalabschnitt 543 des Treiberaktivierungssignals 540, den entsprechenden Signalabschnitt 563 des Treiberwellenformsignals 560, den Signalabschnitt 553 des ADC-Aktivierungssignals 550 und die entsprechenden Signalabschnitte 573 und 583 des Signals 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals und des ADC-gefilterten Ausgangssignals 580. Während der Abtastung der feinen Skalenspur A kommt eine Positionsanfrageperiode 512 vor (die beispielsweise ein Positionstriggersignal umfasst, das von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wird), und eine entsprechende Abtastskalenmarkierung 533 kommt auf der Zeitachse 530 zum Abtasten einer Skala vor. Am Ende der Abtastung der feinen Skalenspur A kommt eine Datensendeperiode 522 vor, wie auf der Zeitachse 520 einer NC-Antwort abgebildet (z.B. zum Senden an das Host-Bewegungssteuerungssystem der Positionsdaten, die der Abtastung der feinen Skalenspur A entsprechen, sowie der aktualisierten groben Positionsdaten, wie sie aus der vorhergehenden Abtastung der gröberen Skalenspur B während der Zeitpunkte T10 bis T14 bestimmt werden).
Während des Verlaufs der Datensendeperiode 522 beginnt eine Abtastung der gröberen Skalenspur C zu einem Zeitpunkt T16 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Start Skala C“ entspricht, ähnlich wie der Prozess zu dem Zeitpunkt T10, jedoch mit Bezug auf die Skalenspur C statt die Skalenspur B). Ähnlich wie die zuvor beschriebenen Signale zwischen den Zeitpunkten T10 und T14 für die Abtastung der gröberen Skalenspur B umfassen die Signalabschnitte, die der Abtastung der gröberen Skalenspur C entsprechen, jeweils den Signalabschnitt 544 des Treiberaktivierungssignals 540, den entsprechenden Signalabschnitt 564 des Treiberwellenformsignals 560, die entsprechende Abtastskalenmarkierung 534 auf der Zeitachse 530 zum Abtasten einer Skala, den Signalabschnitt 554 des ADC-Aktivierungssignals 550 und die entsprechenden Signalabschnitte 574 und 584 des Signals 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals und des ADC-gefilterten Ausgangssignals 580. Zu einem Zeitpunkt T17 (der beispielsweise einer Zeiteinstellung „Zurücksetzen abgeschlossen“ entspricht, ähnlich wie der Prozess zu dem Zeitpunkt T14) haben das Signal 570 zum Abtasten und Halten eines gefilterten Signals und das ADC-gefilterte Ausgangssignal 580 den Übergang auf einen Nullpegel abgeschlossen, für den der Rücksetzprozess abgeschlossen ist. Ähnlich wie die Abtastung der gröberen Skalenspur B werden die Positionsdaten, die während der Abtastung der gröberen Skalenspur C zwischen den Zeitpunkten T16 und T17 bestimmt werden, verwendet, um den gröberen Positionsabschnitt der absoluten Position in einer folgenden Sequenz des Abtastprozesses zu aktualisieren (z.B. ähnlich wie die Verwendung der groben Positionsdaten aus der Periode 471 zum Aktualisieren einer groben Position kombiniert mit den feinen Positionsdaten aus der nachfolgenden Positionsberechnungsperiode 432, um die aktuellen gesamten absoluten Positionsdaten zu bestimmen, die als ein Teil der Datensendeperiode 445 aus 4 gesendet werden).
6 ist ein Ablaufschema, das eine beispielhafte Umsetzung einer Routine 600 zum Betätigen eines Positionsgebersystems abbildet, das einen Positionsgeber, der konfiguriert ist, um verwendet zu werden, um Geberpositionsdaten, die Geberpositionen entsprechen, auszugeben, und ein Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition umfasst. Wie in 6 gezeigt, werden in einem Block 610 vorhersagbare Zeitpunkte bestimmt, zu denen erwartet wird, dass Positionstriggersignale von einem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen werden. Bei diversen Umsetzungen können die Positionstriggersignale von einem Host-Bewegungssteuerungssystem in vorbestimmten Zeitintervallen (z.B. gemäß einer bekannten Frequenz) vorkommen. Falls ein derartiges vorbestimmtes Zeitintervall bekannt ist, kann die Zeiteinstellung für nachfolgende Positionstriggersignale entsprechend bestimmt werden, sobald ein erstes Positionstriggersignal empfangen wird (d.h. wobei die Zeiteinstellung des ersten Positionstriggersignals als Grundlage zum Schätzen der Zeiteinstellung der nachfolgenden Positionstriggersignale gemäß dem bekannten vorbestimmten Zeitintervall zwischen den Positionstriggersignalen verwendet wird).
Alternativ kann das vorbestimmte Zeitintervall bei derartigen Konfigurationen, falls es anfänglich nicht bekannt ist, gemessen werden. Beispielsweise kann das Bestimmen der vorhersagbaren Zeitpunkte, zu denen erwartet wird, dass die Positionstriggersignale von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen werden, das Eingeben von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Positionstriggersignalen in das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition und das Bestimmen einer entsprechenden Zeiteinstellung der Positionstriggersignale, wie durch eine Zeitdifferenz zwischen den mindestens zwei aufeinanderfolgenden Positionstriggersignalen angegeben, umfassen. Als ein anderes Beispiel, falls die wiederholten Positionstriggersignale von dem Host-Bewegungssteuerungssystem mit einer definierten Auslösefrequenz empfangen werden, kann das Bestimmen der vorhersagbaren Zeitpunkte das Eingeben der wiederholten Positionstriggersignale in das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition mit der Auslösefrequenz und das Bestimmen einer Zeiteinstellung der wiederholten Positionstriggersignale umfassen. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Betätigung des Teilsystems zur Zeiteinstellung einer Geberposition, um eine aktuelle Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor dem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals einzuleiten, das Einleiten der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition zu einem Zeitpunkt, welcher der Pretrigger-Vorlaufzeit vor dem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals entspricht, umfassen. Bei diversen Umsetzungen kann der Prozess zum Bestimmen der vorhersagbaren Zeitpunkte zu späteren Zeitpunkten wiederholt werden (z.B. kann das Messen der Zeitdifferenzen zwischen den Positionstriggersignalen ein laufender Prozess sein), so dass eventuelle Änderungen der Zeiteinstellung detektiert werden können, und so dass die Abtastzeiteinstellung laufend korrigiert und/oder anderweitig angepasst werden kann.
In einem Block 620 wird eine Pretrigger-Vorlaufzeit bestimmt, wobei es sich um einen Bruchteil der Dauer einer definierten Periode zum Abtasten einer Geberposition handelt, während der der Positionsgeber Vorgänge ausführt, um Geberpositionsdaten zu erfassen, die mit einer aktuellen Geberposition verknüpft sind. In einem Block 630 wird das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition betätigt, um eine aktuelle Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor einem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals einzuleiten. Wie zuvor mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben kann bei diversen Umsetzungen die Periode zum Abtasten einer Geberposition einer Abtastung von mindestens einer feinen Spur entsprechen, wobei, nachdem die mindestens eine feine Spur während der aktuellen Instanz der Geberabtastperiode abgetastet wurde, eine zweite Geberabtastperiode zu einem späteren Zeitpunkt für die Abtastung der mindestens einen groben Spur eingeleitet werden kann, bevor das nächste Positionstriggersignal von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wird.
In einem Block 640 wird eine verknüpfte aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten als der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition entsprechend bestimmt. In einem Block 650 wird ein aktuelles Positionstriggersignal von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen, wobei die durchschnittliche effektive Abtastzeit der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition mit der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters zusammenfällt. In einem Block 660 wird der Positionsgeber betätigt, um die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten zu einem Zeitpunkt auszugeben, der mit dem aktuellen Positionstriggersignal verknüpft ist, so dass das Host-Bewegungssteuerungssystem die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten mit dem aktuellen Positionstriggersignal verknüpft.
Bei diversen Umsetzungen, falls bestimmt wird, dass die durchschnittliche effektive Abtastzeit der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition nicht mit der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters zusammenfällt, können diverse Korrekturmaßnahmen getroffen werden. Falls sich beispielsweise die Frequenz der Positionstriggersignale nicht geändert hat (wie beispielsweise durch Messen der Zeiteinstellung zwischen den Positionstriggersignalen bestimmt), kann die Zeiteinstellung des Zeitpunktes, zu dem erwartet wird, dass die zukünftigen Positionstriggersignale empfangen werden, gemäß der Verwendung der Zeiteinstellung eines zuletzt empfangenen Positionstriggersignals als Grundlage für die Schätzung, wann die zukünftigen Positionstriggersignale gemäß der bekannten Frequenz empfangen werden, verschoben werden. Falls bestimmt wird, dass sich die Frequenz der Positionstriggersignale geändert hat, kann die neu bestimmte Frequenz verwendet werden, um zu schätzen, wann die zukünftigen Positionstriggersignale empfangen werden. In manchen Fällen kann eine Warnung oder eine andere Benachrichtigung für einen Benutzer mit Bezug auf Positionstriggersignale, die nicht zu den erwarteten Zeiten empfangen werden, bereitgestellt werden (z.B. so dass eine Korrekturmaßnahme getroffen werden kann, usw.).
Mit Bezug auf eine Instanz, in der ein Positionstriggersignal zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Periode zum Abtasten einer Geberposition abgeschlossen ist, nicht empfangen wird, können diverse zusätzliche Korrekturmaßnahmen getroffen werden. Beispielsweise können mit Bezug auf eine Positionsberechnungsperiode und eine Positionsdatensendeperiode, die auf eine Periode zum Abtasten einer Geberposition folgen, diese Prozesse basierend darauf, dass ein Positionstriggersignal nicht innerhalb eines erwarteten Zeitrahmens empfangen wurde, abgebrochen und/oder anderweitig geändert werden. Genauer gesagt, falls ein Positionstriggersignal zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Periode zum Abtasten einer Geberposition abgeschlossen ist, nicht empfangen wird, können die Prozesse zum Senden von Positionsdaten (wie sie beispielsweise ansonsten als Reaktion auf den Empfang eines Positionstriggersignals erfolgen würden) abgebrochen, verzögert oder anderweitig geändert werden.
Obwohl bevorzugte Umsetzungen der vorliegenden Offenbarung abgebildet und beschrieben wurden, werden zahlreiche Varianten der abgebildeten und beschriebenen Anordnungen von Merkmalen und Sequenzen von Vorgängen für den Fachmann basierend auf dieser Offenbarung ersichtlich sein. Diverse alternative Formen können verwendet werden, um die hier offenbarten Grundsätze umzusetzen. Zudem können die diversen zuvor beschriebenen Umsetzungen kombiniert werden, um weitere Umsetzungen bereitzustellen. Alle US-Patente und US-Patentanmeldungen, auf die in der vorliegenden Beschreibung Bezug genommen wird, werden hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen. Die Aspekte der Umsetzungen können gegebenenfalls geändert werden, um Konzepte der diversen Patente und Anmeldungen zu verwenden, um noch weitere Umsetzungen bereitzustellen.
Diese und andere Änderungen können ab den Umsetzungen angesichts der obigen ausführlichen Beschreibung vorgenommen werden. Im Allgemeinen sind die in den folgenden Ansprüchen verwendeten Begriffe nicht dazu gedacht, die Ansprüche auf die spezifischen Umsetzungen einzuschränken, die in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbart werden, sondern sind dazu gedacht, alle möglichen Umsetzungen zusammen mit dem gesamten Umfang von Äquivalenten, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind, zu umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5721546 [0003]
US 6639529 [0003]
US 6011389 [0011]
US 6005387 [0011]
US 7608813 [0011]
US 8309906 [0011]

Claims

Verfahren zum Betätigen eines Positionsgebersystems, das einen Positionsgeber, der konfiguriert ist, um zum Ausgeben von Geberpositionsdaten, die Geberpositionen entsprechen, verwendet zu werden, und ein Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition umfasst, wobei das Positionsgebersystem Positionstriggersignale von einem Host-Bewegungssteuerungssystem empfängt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bestimmen von vorhersagbaren Zeitpunkten, zu denen erwartet wird, dass Positionstriggersignale von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen werden; Bestimmen einer Pretrigger-Vorlaufzeit, wobei es sich um einen Bruchteil der Dauer einer definierten Periode zum Abtasten einer Geberposition handelt, während der der Positionsgeber Vorgänge ausführt, um Geberpositionsdaten zu erfassen, die mit einer aktuellen Geberposition verknüpft sind; Betätigen des Teilsystems zur Zeiteinstellung einer Geberposition, um eine aktuelle Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor einem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals einzuleiten; Bestimmen einer verknüpften aktuellen Instanz der Geberpositionsdaten als der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition entsprechend; Empfangen, von dem Host-Bewegungssteuerungssystem, eines aktuellen Positionstriggersignals, wobei eine durchschnittliche effektive Abtastzeit der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition mit der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters zusammenfällt; und Betätigen des Positionsgebers, um die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten zu einem Zeitpunkt auszugeben, der mit dem aktuellen Positionstriggersignal verknüpft ist, so dass das Host-Bewegungssteuerungssystem die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten mit dem aktuellen Positionstriggersignal verknüpft.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betätigen des Teilsystems zur Zeiteinstellung einer Geberposition, um die Pretrigger-Vorlaufzeit zu bestimmen, das Bestimmen einer Pretrigger-Vorlaufzeit umfasst, die ungefähr die Hälfte der aktuellen Dauer einer effektiven Abtastperiode zuzüglich einer Sendereinrichtungsperiode der Periode zum Abtasten einer Geberposition ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der vorhersagbaren Zeitpunkte, zu denen erwartet wird, dass die Positionstriggersignale von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen werden, das Eingeben von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Positionstriggersignalen in das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition und das Bestimmen einer entsprechenden Zeiteinstellung der Positionstriggersignale wie durch eine Zeitdifferenz zwischen den mindestens zwei aufeinanderfolgenden Positionstriggersignalen angegeben umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei wiederholte Positionstriggersignale von dem Host-Bewegungssteuerungssystem mit einer Auslösefrequenz empfangen werden, und das Bestimmen der vorhersagbaren Zeitpunkte das Eingeben der wiederholten Positionstriggersignale in das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition mit der Auslösefrequenz und das Bestimmen einer Zeiteinstellung der wiederholten Positionstriggersignale umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Betätigen des Teilsystems zur Zeiteinstellung einer Geberposition, um eine aktuelle Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor dem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals einzuleiten, das Einleiten der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition zu einem Zeitpunkt nach einem vorhergehenden Positionstriggersignal umfasst, das der Pretrigger-Vorlaufzeit vor dem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Teilsystem zur Zeiteinstellung einer Geberposition in dem Positionsgeber enthalten ist oder zwischen dem Positionsgeber und dem Host-Bewegungssteuerungssystem gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Pretrigger-Vorlaufzeit für die Einleitung der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition derart getaktet ist, dass die durchschnittliche effektive Abtastzeit der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition ungefähr die gleiche wie die tatsächliche Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Positionsgeber einen Lesekopf und eine Skala umfasst, wobei es sich um Absolutpositionsskala handelt, die mindestens eine feine Spur und mindestens eine grobe Spur umfasst, und die Periode zum Abtasten einer Geberposition einer Abtastung der mindestens einen feinen Spur entspricht.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei, nachdem die mindestens eine feine Spur während der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition abgetastet wurde, eine zweite Geberabtastperiode zur Abtastung der mindestens einen groben Spur, bevor das nächste Positionstriggersignal von dem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen wird, eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aktuelle Positionstriggersignal von dem Host-Bewegungssteuerungssystem zu dem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt empfangen wird.
Positionsgeber, umfassend: eine Skala; einen Lesekopf, der konfiguriert ist, um Geberpositionsdaten, die mit einer aktuellen Geberposition verknüpft sind, als einer Position des Lesekopfs im Verhältnis zu der Skala entsprechend bereitzustellen; einen oder mehrere Prozessoren; und einen Speicher, der mit dem einen oder den mehreren Prozessoren gekoppelt ist und Programmanweisungen speichert, die, wenn sie durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Prozessoren mindestens: vorhersagbare Zeitpunkte bestimmen, zu denen erwartet wird, dass Positionstriggersignale von einem Host-Bewegungssteuerungssystem empfangen werden; eine Pretrigger-Vorlaufzeit bestimmen, wobei es sich um einen Bruchteil der Dauer einer definierten Periode zum Abtasten einer Geberposition handelt, während der der Positionsgeber Vorgänge ausführt, um Geberpositionsdaten, die mit einer aktuellen Geberposition verknüpft sind, als einer Position des Lesekopfs im Verhältnis zu der Skala entsprechend zu erfassen; eine aktuelle Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition in der Pretrigger-Vorlaufzeit vor einem nächsten vorhersagbaren Zeitpunkt des Positionstriggersignals einleiten; eine verknüpfte aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten als der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition entsprechend bestimmen; von dem Host-Bewegungssteuerungssystem ein aktuelles Positionstriggersignal empfangen, wobei eine durchschnittliche effektive Abtastzeit der aktuellen Instanz der Periode zum Abtasten einer Geberposition mit der tatsächlichen Zeiteinstellung des aktuellen Positionstriggersignals innerhalb eines zulässigen Toleranzfensters zusammenfällt; und die aktuelle Instanz der Geberpositionsdaten zu einem Zeitpunkt, der mit dem aktuellen Positionstriggersignal verknüpft ist, ausgeben.