DE102021212274A1 - Driving device and method - Google Patents

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0265—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (10), umfassend: ein entlang eines Bewegungswegs (7) linear bewegliches Antriebselement (1), einen Elektromotor (2), der ausgebildet ist, das Antriebselement (1) entlang des Bewegungswegs (7) anzutreiben, einen Motorencoder (3), der ausgebildet ist, eine Stellung und/oder Stellungsänderung des Elektromotors zu erfassen und gemäß der erfassten Stellung und/oder Stellungsänderung ein Motorencoder-Signal bereitzustellen, einen Linearencoder (4), der ausgebildet ist, eine Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements (1) entlang des Bewegungswegs (7) zu erfassen und gemäß der erfassten Position und/oder Positionsänderung ein Linearencoder-Signal bereitzustellen, eine Auswerteeinheit (5), die ausgebildet ist, auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals ein Antriebselement-Positionssignal bereitzustellen, das die Position des Antriebselements (1) entlang des Bewegungswegs (7) abbildet, und eine Kommunikationsschnittstelle (6), die ausgebildet ist, das Antriebselement-Positionssignal auszugeben.The invention relates to a drive device (10), comprising: a drive element (1) linearly movable along a movement path (7), an electric motor (2) designed to drive the drive element (1) along the movement path (7), a motor encoder (3), which is designed to detect a position and/or change in position of the electric motor and to provide a motor encoder signal according to the detected position and/or change in position, a linear encoder (4), which is designed to detect a position and/or change in position of the to detect the drive element (1) along the movement path (7) and to provide a linear encoder signal according to the detected position and/or change in position, an evaluation unit (5) which is designed to generate a drive element on the basis of the motor encoder signal and the linear encoder signal - to provide a position signal which depicts the position of the drive element (1) along the movement path (7), and a communication interface (6) which is designed to output the drive element position signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, umfassend ein entlang eines Bewegungswegs linear bewegliches Antriebselement, einen Elektromotor, der ausgebildet ist, das Antriebselement entlang des Bewegungswegs anzutreiben, einen Motorencoder, der ausgebildet ist, eine Stellung und/oder Stellungsänderung des Elektromotors zu erfassen und gemäß der erfassten Stellung und/oder Stellungsänderung ein Motorencoder-Signal bereitzustellen und einen Linearencoder, der ausgebildet ist, eine Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements entlang des Bewegungswegs zu erfassen und gemäß der erfassten Position und/oder Positionsänderung ein Linearencoder-Signal bereitzustellen.The invention relates to a drive device, comprising a drive element that can be moved linearly along a movement path, an electric motor that is designed to drive the drive element along the movement path, a motor encoder that is designed to detect a position and/or change in position of the electric motor and according to the detected Provide position and / or change in position a motor encoder signal and a linear encoder that is designed to detect a position and / or change in position of the drive element along the path of movement and according to the detected position and / or change in position to provide a linear encoder signal.

Bevorzugt dient das Motorencoder-Signal dazu, die Position des Antriebselements entlang des Bewegungswegs zu bestimmen. Beispielsweise ist der Motorencoder als Drehgeber ausgeführt und die Position des Antriebselements entlang des Bewegungswegs ist abhängig, insbesondere proportional, zu einer von dem Elektromotor durchgeführten Drehung, so dass auf Basis des Motorencoder-Signals die Position des Antriebselements bestimmbar ist.Preferably, the motor encoder signal is used to determine the position of the drive member along the path of travel. For example, the motor encoder is designed as a rotary encoder and the position of the drive element along the movement path is dependent, in particular proportional, to a rotation performed by the electric motor, so that the position of the drive element can be determined on the basis of the motor encoder signal.

Der Linearencoder ist vorzugsweise aus Sicherheitsgründen vorhanden, so dass bei einem Defekt des Motorencoders die Position des Antriebselements entlang des Bewegungswegs weiterhin bestimmbar bleibt. Ferner kann der Linearencoder vorhanden sein, um eine höhere Genauigkeit, insbesondere eine höhere Absolutgenauigkeit, der Bestimmung der Position des Antriebselements entlang des Bewegungswegs zu erzielen. Die Antriebsvorrichtung ist beispielsweise eine Zahnriemenachse, bei der eine Zahnriemenlängung auftreten kann, in welchem Fall mittels des Linearencoders eine höhere Absolutgenauigkeit bei der Bestimmung der Position des Antriebselements entlang des Bewegungswegs erzielt werden kann.The linear encoder is preferably present for safety reasons, so that if the motor encoder is defective, the position of the drive element along the movement path can still be determined. Furthermore, the linear encoder can be present in order to achieve greater accuracy, in particular greater absolute accuracy, in determining the position of the drive element along the movement path. The drive device is, for example, a toothed belt axis in which toothed belt elongation can occur, in which case a higher absolute accuracy can be achieved when determining the position of the drive element along the movement path by means of the linear encoder.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die effizient herstellbar und flexibel einsetzbar ist.One object of the invention is to provide a drive device that can be manufactured efficiently and used flexibly.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit, die ausgebildet ist, auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals ein Antriebselement-Positionssignal bereitzustellen, das die Position des Antriebselements entlang des Bewegungswegs abbildet, und eine Kommunikationsschnittstelle, die ausgebildet ist, das Antriebselement-Positionssignal auszugeben.The object is achieved by a drive device according to claim 1. The drive device comprises an evaluation unit which is designed to provide a drive element position signal based on the motor encoder signal and the linear encoder signal, which maps the position of the drive element along the movement path, and a Communication interface configured to output the drive member position signal.

Erfindungsgemäß wird also auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals das Antriebselement-Positionssignal bereitgestellt und über die Kommunikationsschnittstelle ausgegeben. Insbesondere ist für den Anwender der Antriebsvorrichtung und/oder von extern das Linearencoder-Signal und/oder das Motorencoder-Signal nicht abgreifbar sondern zweckmäßigerweise ist nur das Antriebselement-Positionssignal von extern abgreifbar. According to the invention, the drive element position signal is therefore provided on the basis of the motor encoder signal and the linear encoder signal and is output via the communication interface. In particular, the linear encoder signal and/or the motor encoder signal cannot be accessed by the user of the drive device and/or externally, but expediently only the drive element position signal can be accessed externally.

Konventionell werden das Motorencoder-Signal und das Linearencoder-Signal separat an jeweiligen Ausgängen ausgegeben und beispielsweise über separate Kabel zu einer externen Steuereinheit geführt. Konventionell kann die externe Steuereinheit das Motorencoder-Signal und das Linearencoder-Signal als Istgrößen für eine Positionsregelung des Antriebselements verwenden. Dies erfordert in der Regel, dass der Motorencoder und der Linearencoder beide eine sehr hohe Sensorqualität aufweisen.Conventionally, the motor encoder signal and the linear encoder signal are output separately at the respective outputs and are routed to an external control unit via separate cables, for example. Conventionally, the external control unit can use the motor encoder signal and the linear encoder signal as actual variables for position control of the drive element. This usually requires that the motor encoder and the linear encoder both have very high sensor quality.

Durch den erfindungsgemäßen Ansatz wird es möglich, das Motorencoder-Signal und das Linearencoder-Signal intern in der Antriebsvorrichtung zusammenzuführen, um so eine geringere Genauigkeit eines der beiden Encoder (beispielsweise eine geringeren Genauigkeit des Linearencoders) durch eine höhere Genauigkeit des anderen Encoders (beispielsweise des Motorencoders) zu kompensieren, so dass das Antriebselement-Positionssignal eine hohe Genauigkeit aufweisen kann, selbst wenn einer der beiden Encoder (beispielsweise der Linearencoder) keine hohe Genauigkeit aufweist. Folglich ist es zur Erzielung einer hohen Genauigkeit des Antriebselement-Positionssignal nicht erforderlich, dass beide Encoder eine sehr hohe Sensorqualität aufweisen müssen, wodurch eine effizientere Herstellung der Antriebsvorrichtung ermöglicht wird.The approach according to the invention makes it possible to combine the motor encoder signal and the linear encoder signal internally in the drive device in order to compensate for a lower accuracy of one of the two encoders (e.g. a lower accuracy of the linear encoder) with a higher accuracy of the other encoder (e.g. of the Motor encoders) to compensate, so that the driving element position signal can have a high accuracy, even if one of the two encoders (e.g. the linear encoder) does not have a high accuracy. Consequently, in order to achieve a high accuracy of the drive element position signal, it is not necessary for both encoders to have a very high sensor quality, which enables the drive device to be manufactured more efficiently.

Ferner kann durch den erfindungsgemäßen Ansatz eine flexible Einsetzbarkeit der Antriebsvorrichtung erzielt werden. Beispielsweise kann durch eine Zusammenführung des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals das Antriebselement-Positionssignal als ein Positionssignal bereitgestellt werden, das eine absolute Position des Antriebselements entlang des Bewegungswegs anzeigt. Während das Motorencoder-Signal beispielsweise für sich genommen ein inkrementelles Signal ist, kann (aufgrund des Linearencoder-Signals) das Antriebselement-Positionssignal vorzugsweise als absolutes Positionssignal bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann die Antriebsvorrichtung auch für Anwendungen eingesetzt werden, die ein absolutes Positionssignal erfordern und ist dadurch flexibel einsetzbar.Furthermore, flexible use of the drive device can be achieved by the approach according to the invention. For example, by combining the motor encoder signal and the linear encoder signal, the drive element position signal can be provided as a position signal indicative of an absolute position of the drive element along the movement path. For example, while the motor encoder signal is in itself an incremental signal, the actuator position signal (due to the linear encoder signal) may preferably be provided as an absolute position signal. In this way, the drive device can also be used for applications that require an absolute position signal and can therefore be used flexibly.

Bevorzugt stellt die Auswerteeinheit eine feste Verdrahtung und/oder logische digitale Verknüpfung des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals bereit. Die feste Verdrahtung und/oder logische digitale Verknüpfung ist zweckmäßigerweise von extern, beispielsweise von einem Anwender der Antriebsvorrichtung, nicht zugänglich und/oder nicht veränderbar. Insbesondere ist das Linearencoder-Signal nicht von extern abgreifbar. Beispielsweise weist die Antriebsvorrichtung keine Schnittstelle auf, insbesondere keine externe Schnittstelle, über die das Linearencoder-Signal abgreifbar ist.The evaluation unit preferably provides permanent wiring and/or logical digital linking of the motor encoder signal and the linear encoder signal. The fixed wiring and/or logical digital linkage is expediently not accessible from the outside, for example by a user of the drive device, and/or cannot be changed. In particular, the linear encoder signal cannot be accessed externally. For example, the drive device has no interface, in particular no external interface via which the linear encoder signal can be tapped.

Der Linearencoder ist vorzugsweise als Leitplastikpotentiometer, insbesondere als Folienpotentiometer, ausgeführt.The linear encoder is preferably designed as a conductive plastic potentiometer, in particular as a foil potentiometer.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments are the subject of the subclaims.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb der Antriebsvorrichtung, umfassend die Schritte: Erfassen, mit dem Motorencoder, der Stellung und/oder Stellungsänderung des Elektromotors und Bereitstellen des Motorencoder-Signals gemäß der erfassten Stellung und/oder Stellungsänderung, Erfassen, mit dem Linearencoder, der Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements und Bereitstellen des Linearencoder-Signals gemäß der erfassten Position und/oder Positionsänderung, Bereitstellen, mit der Auswerteeinheit des Antriebselement-Positionssignals auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals, und Ausgeben, mit der Kommunikationsschnittstelle, des Antriebselement-Positionssignal.The invention also relates to a method for operating the drive device, comprising the steps: detecting, with the motor encoder, the position and/or change in position of the electric motor and providing the motor encoder signal according to the detected position and/or change in position, detecting with the linear encoder, the position and/or change in position of the drive element and providing the linear encoder signal according to the detected position and/or change in position, providing, with the evaluation unit, the drive element position signal on the basis of the motor encoder signal and the linear encoder signal, and outputting it with the communication interface , the drive element position signal.

Weitere exemplarische Details sowie beispielhafte Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei zeigt

  • 1 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Antriebsvorrichtung und einer Steuereinheit, und
  • 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der Antriebsvorrichtung.
Further exemplary details as well as exemplary embodiments are explained below with reference to the figures. while showing
  • 1 a schematic representation of a system with a drive device and a control unit, and
  • 2 a flowchart of a method for operating the drive device.

Die 1 zeigt ein System 20, das eine Antriebsvorrichtung 10 und eine Steuereinheit 30 umfasst. Die Steuereinheit 30 ist extern und insbesondere separat von der Antriebsvorrichtung 10 angeordnet. Exemplarisch sind die Antriebsvorrichtung 10 und die Steuereinheit 30 über eine Kommunikationsverbindung 40, insbesondere über ein Kabel, kommunikativ miteinander verbunden. Das System 20 stellt eine rein exemplarische Anwendungsumgebung für die Antriebsvorrichtung 10 dar. Die Antriebsvorrichtung 10 kann auch für sich genommen - also ohne die Steuereinheit 30 - bereitgestellt sein.The 1 shows a system 20 which comprises a drive device 10 and a control unit 30 . The control unit 30 is arranged externally and in particular separately from the drive device 10 . By way of example, the drive device 10 and the control unit 30 are communicatively connected to one another via a communication connection 40, in particular via a cable. The system 20 represents a purely exemplary application environment for the drive device 10. The drive device 10 can also be provided on its own—ie without the control unit 30.

Die Antriebsvorrichtung 10 ist vorzugsweise eine industrielle Antriebsvorrichtung. Vorzugsweise dient die Antriebsvorrichtung 10 für den Einsatz in der Industrieautomation. Beispielsweise ist die Antriebsvorrichtung 10 eine Linearachse, insbesondere ein industrielle Linearachse. Bevorzugt ist die Antriebsvorrichtung 10 als Zahnriemenachse ausgeführt.The drive device 10 is preferably an industrial drive device. The drive device 10 is preferably used for use in industrial automation. For example, the drive device 10 is a linear axis, in particular an industrial linear axis. The drive device 10 is preferably designed as a toothed belt axis.

Exemplarisch umfasst die Antriebsvorrichtung 10 ein Gehäuse 8, das beispielsweise als Alu-Profil ausgeführt ist.By way of example, the drive device 10 includes a housing 8 which is designed, for example, as an aluminum profile.

Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst ein entlang eines Bewegungswegs 7 linear bewegliches Antriebselement 1. Das Antriebselement 1 ist relativ zum Gehäuse 8 beweglich gelagert. Das Antriebselement 1 ist beispielsweise als Schlitten ausgeführt. Exemplarisch ist das Antriebselement 1 außen am Gehäuse 8 angeordnet. Der Bewegungsweg 7 ist ein linearer Bewegungsweg.The drive device 10 comprises a drive element 1 that can move linearly along a movement path 7 . The drive element 1 is mounted so that it can move relative to the housing 8 . The drive element 1 is designed, for example, as a carriage. By way of example, the drive element 1 is arranged on the outside of the housing 8 . The movement path 7 is a linear movement path.

Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst einen Elektromotor 2, der ausgebildet ist, das Antriebselement 1 entlang des Bewegungswegs 7 anzutreiben. Der Elektromotor 2 umfasst zweckmäßigerweise einen Stator 11 und einen Rotor 12. Beim Antrieb des Antriebselements 1 durch den Elektromotor 2 dreht sich der Rotor 12 relativ zum Stator 11.The drive device 10 includes an electric motor 2 which is designed to drive the drive element 1 along the movement path 7 . The electric motor 2 expediently comprises a stator 11 and a rotor 12. When the drive element 1 is driven by the electric motor 2, the rotor 12 rotates relative to the stator 11.

Zweckmäßigerweise umfasst die Antriebsvorrichtung 10 ein Kopplungselement 14, insbesondere einen Zahnriemen, über das der Rotor 12 mit dem Antriebselement 1 gekoppelt ist, derart, dass eine Drehbewegung des Rotors 12 in eine Linearbewegung des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs 7 umgesetzt wird. Zweckmäßigerweise sind für eine Bewegung des Antriebselements 1 über den gesamten Bewegungsweg 7 mehrere Umdrehungen des Rotors 12 erforderlich. Exemplarisch umfasst die Antriebsvorrichtung 10 wenigstens eine Rolle 16, auf der der Zahnriemen geführt ist.The drive device 10 expediently comprises a coupling element 14, in particular a toothed belt, via which the rotor 12 is coupled to the drive element 1 in such a way that a rotary movement of the rotor 12 is converted into a linear movement of the drive element 1 along the movement path 7. Several revolutions of the rotor 12 are expediently required for a movement of the drive element 1 over the entire movement path 7 . By way of example, the drive device 10 includes at least one roller 16 on which the toothed belt is guided.

Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst einen Motorencoder 3, der ausgebildet ist, eine Stellung und/oder Stellungsänderung des Elektromotors 2 zu erfassen und gemäß der erfassten Stellung und/oder Stellungsänderung ein Motorencoder-Signal bereitzustellen. Die von dem Motorencoder 3 erfasste Stellung des Elektromotors 2 ist insbesondere eine Drehstellung, vorzugsweise eine Drehstellung des Rotors 12 relativ zum Stator 11. Die Stellungsänderung ist beispielsweise eine Drehstellungsänderung des Rotors 12. Der Motorencoder 3 ist insbesondere als Winkelencoder, vorzugsweise als Drehgeber, beispielsweise als Inkrementaldrehgeber, ausgeführt. Zweckmäßigerweise ist auf Basis des Motorencoders 3 die Position des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs 7 bestimmbar, insbesondere mit einer Auflösung von 1/100 mm oder mit einer höheren Auflösung.The drive device 10 includes a motor encoder 3, which is designed to detect a position and/or change in position of the electric motor 2 and to provide a motor encoder signal according to the detected position and/or change in position. The position of the electric motor 2 detected by the motor encoder 3 is in particular a rotary position, preferably a rotary position of the rotor 12 relative to the stator 11. The change in position is, for example, a change in the rotary position of the rotor 12. The motor encoder 3 is in particular an angle encoder, preferably a rotary encoder, for example a Incremental rotary encoder, executed. Appropriately, it is based on the engine code Ders 3, the position of the drive element 1 along the movement path 7 can be determined, in particular with a resolution of 1/100 mm or with a higher resolution.

Optional zeigt der jeweils aktuelle Signalwert des Motorencoder-Signals eine Drehstellung des Rotors 12 innerhalb einer Umdrehung - also insbesondere innerhalb eines Winkelbereichs von 0 Grad bis 360 Grad - an. Zweckmäßigerweise verfügt die Antriebsvorrichtung 10 über einen Speicher, insbesondere einen flüchtigen Speicher, um auf Basis des Motorencoder-Signals einen Umdrehungs-Zählwert bereitzustellen, der eine Anzahl von Umdrehungen des Rotors 12 anzeigt. Zweckmäßigerweise ist die Antriebsvorrichtung 10 ausgebildet, auf Basis des Umdrehungs-Zählwerts und auf Basis des aktuellen Signalwerts des Motorencoder-Signals eine absolute Position des Antriebselements 1 entlang des gesamten Bewegungswegs 7 bereitzustellen.Optionally, the current signal value of the motor encoder signal indicates a rotational position of the rotor 12 within one revolution—that is to say, in particular, within an angular range of 0 degrees to 360 degrees. The drive device 10 expediently has a memory, in particular a volatile memory, in order to provide a revolution counter value based on the motor encoder signal, which indicates a number of revolutions of the rotor 12 . The drive device 10 is expediently designed to provide an absolute position of the drive element 1 along the entire movement path 7 on the basis of the number of revolutions and on the basis of the current signal value of the motor encoder signal.

Bevorzugt zeigt der aktuelle Signalwert des Motorencoder-Signals eine Drehstellungsänderung des Rotors 12 an, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Impulse. Zweckmäßigerweise verfügt die Antriebsvorrichtung 10 über einen Speicher, insbesondere einen flüchtigen Speicher, um auf Basis des Motorencoder-Signals einen Änderungs-Zählwert bereitzustellen, der eine Summe von Drehstellungsänderungen des Rotors 12 anzeigt. Zweckmäßigerweise ist die Antriebsvorrichtung 10 ausgebildet, auf Basis des Änderungs-Zählwerts eine absolute Position des Antriebselements 1 entlang des gesamten Bewegungswegs 7 bereitzustellen.The current signal value of the motor encoder signal preferably indicates a change in the rotational position of the rotor 12, for example by means of one or more pulses. The drive device 10 expediently has a memory, in particular a volatile memory, in order to provide a change counter value based on the motor encoder signal, which indicates a sum of changes in the rotational position of the rotor 12 . The drive device 10 is expediently designed to provide an absolute position of the drive element 1 along the entire movement path 7 on the basis of the change counter value.

Bevorzugt ist aus nur dem aktuellen Signalwert des Motorencoder-Signals - also insbesondere ohne Berücksichtigung früherer Signalwerte des Motorencoder-Signals - die absolute Position des Antriebselements 1 entlang des gesamten Bewegungswegs 7 nicht bestimmbar. Insbesondere wird wenigstens der Umdrehungs-Zählwert oder der Änderungs-Zählwert benötigt, um die absolute Position des Antriebselements 1 zu ermitteln.Preferably, the absolute position of the drive element 1 along the entire movement path 7 cannot be determined from just the current signal value of the motor encoder signal—that is, in particular without considering previous signal values of the motor encoder signal. In particular, at least the revolution counter value or the change counter value is required in order to determine the absolute position of the drive element 1 .

Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst einen Linearencoder 4, der ausgebildet ist, eine Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs 7 zu erfassen und gemäß der erfassten Position und/oder Positionsänderung ein Linearencoder-Signal bereitzustellen. Vorzugsweise ist der Linearencoder 4 als Potentiometer, insbesondere als Leitplastikpotentiometer, ausgeführt. Beispielsweise weist der Linearencoder 4 einen Schleifer 15 auf, der mit dem Antriebselement 1 gekoppelt ist und der bei der Bewegung des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs 7 mitgeführt wird. Optional ist der Linearencoder 4 als Folienpotentiometer ausgeführt, insbesondere als IP-65 geschütztes Folienpotentiometer. Der Linearencoder 4 kann ferner als Inkrementalencoder ausgeführt sein. Ferner kann die Linearencoder 4 als digitaler und/oder kapazitiver Wegsensor ausgeführt sein.The drive device 10 includes a linear encoder 4, which is designed to detect a position and/or change in position of the drive element 1 along the movement path 7 and to provide a linear encoder signal according to the detected position and/or change in position. The linear encoder 4 is preferably designed as a potentiometer, in particular as a conductive plastic potentiometer. For example, the linear encoder 4 has a wiper 15 which is coupled to the drive element 1 and which is carried along the movement path 7 when the drive element 1 moves. The linear encoder 4 is optionally designed as a membrane potentiometer, in particular as an IP 65-protected membrane potentiometer. The linear encoder 4 can also be designed as an incremental encoder. Furthermore, the linear encoder 4 can be designed as a digital and/or capacitive displacement sensor.

Bevorzugt weist der Linearencoder 4 eine geringere Genauigkeit auf als der Motorencoder 3. Insbesondere ist die Genauigkeit des Linearencoders 4 in Bezug auf die Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements 1 geringer als die Genauigkeit des Motorencoders 3 in Bezug auf die Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements 1 (bei einer Umrechung der mit dem Motorencoder 3 erfassten Stellung und/oder Stellungsänderung des Rotors 12 in die Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements 1).The linear encoder 4 preferably has a lower accuracy than the motor encoder 3. In particular, the accuracy of the linear encoder 4 in relation to the position and/or change in position of the drive element 1 is lower than the accuracy of the motor encoder 3 in relation to the position and/or change in position of the Drive element 1 (when converting the position and/or change in position of the rotor 12 detected with the motor encoder 3 into the position and/or change in position of the drive element 1).

Bevorzugt zeigt der aktuelle Signalwert des Linearencoder-Signals eine absolute Position des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs 7 an.The current signal value of the linear encoder signal preferably indicates an absolute position of the drive element 1 along the movement path 7 .

Bevorzugt ist aus nur dem aktuellen Signalwert des Linearencoder-Signals die absolute Position des Antriebselements 1 entlang des gesamten Bewegungswegs 7 bestimmbar.The absolute position of the drive element 1 along the entire movement path 7 can preferably be determined from only the current signal value of the linear encoder signal.

Optional zeigt der aktuelle Signalwert des Linearencoder-Signals eine Positionsänderung des Antriebselements 1 an, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Impulse. Zweckmäßigerweise verfügt die Antriebsvorrichtung 10 über einen Speicher, insbesondere einen flüchtigen Speicher, um auf Basis des Linearencoder-Signals einen Linear-Zählwert bereitzustellen, der eine Summe von Positionsänderungen des Antriebselements 1 anzeigt. Zweckmäßigerweise ist die Antriebsvorrichtung 10 ausgebildet, auf Basis des Linear-Zählwerts eine absolute Position des Antriebselements 1 entlang des gesamten Bewegungswegs 7 bereitzustellen.The current signal value of the linear encoder signal optionally indicates a change in position of the drive element 1, for example by means of one or more pulses. The drive device 10 expediently has a memory, in particular a volatile memory, in order to provide a linear count based on the linear encoder signal, which indicates a sum of position changes of the drive element 1 . The drive device 10 is expediently designed to provide an absolute position of the drive element 1 along the entire movement path 7 on the basis of the linear count value.

Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst eine Auswerteeinheit 5, die ausgebildet ist, auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals ein Antriebselement-Positionssignal bereitzustellen, das die Position des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs 7 abbildet. Die Auswerteeinheit 5 ist vorzugsweise in der Antriebsvorrichtung 10 eingebaut, insbesondere fest eingebaut. Zweckmäßigerweise ist die Auswerteeinheit 5 gehäusefest in der Antriebsvorrichtung 10 eingebaut.The drive device 10 comprises an evaluation unit 5 which is designed to provide a drive element position signal based on the motor encoder signal and the linear encoder signal, which signal depicts the position of the drive element 1 along the movement path 7 . The evaluation unit 5 is preferably installed in the drive device 10, in particular permanently installed. The evaluation unit 5 is expediently installed in the drive device 10 in a manner fixed to the housing.

Beispielsweise ist die Auswerteeinheit 5 als Logikeinheit ausgeführt und/oder in der Antriebsvorrichtung 10 integriert. Optional ist die Auswerteeinheit 5 als Microcontroller ausgeführt und/oder ist als eine auf einem Microcontroller der Antriebsvorrichtung 10 implementierte Softwarekomponente ausgeführt.For example, the evaluation unit 5 is designed as a logic unit and/or is integrated in the drive device 10 . Optionally, the evaluation unit 5 is designed as a microcontroller and/or is designed as a software component implemented on a microcontroller of the drive device 10 .

Bevorzugt umfasst die Antriebsvorrichtung 10 eine Elektronikanordnung 17, die insbesondere in dem Gehäuse 8 angeordnet ist. Die Elektronikanordnung 17 umfasst exemplarisch die Auswerteeinheit 5. Vorzugsweise umfasst die Elektronikanordnung 17 ferner eine Ansteuereinheit 18, die beispielsweise eine Leistungselektronik umfasst und dazu dient, den Elektromotor 2 zu bestromen.The drive device 10 preferably comprises an electronics arrangement 17 which is arranged in the housing 8 in particular. The electronics arrangement 17 includes, for example, the evaluation unit 5. The electronics arrangement 17 preferably also includes a control unit 18, which includes power electronics, for example, and is used to energize the electric motor 2.

Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 6, die ausgebildet ist, das Antriebselement-Positionssignal auszugeben. Die Kommunikationsschnittstelle 6 umfasst beispielsweise einen Kabelanschluss, an dem das Antriebselement-Positionssignal abgreifbar ist. Zweckmäßigerweise ist an der Kommunikationsschnittstelle 6, insbesondere an dem Kabelanschluss, das Motorencoder-Signal und/oder das Linearencoder-Signal nicht abgreifbar. Vorzugsweise ist das Motorencoder-Signal und/oder das Linearencoder-Signal an der Antriebsvorrichtung 10 nicht abgreifbar, insbesondere nicht von extern. Insbesondere weist die Antriebsvorrichtung 10 keine von extern zugängliche Kommunikationsschnittstelle auf, an der das Motorencoder-Signal und/oder das Linearencoder-Signal abgreifbar ist.The drive device 10 includes a communication interface 6 which is designed to output the drive element position signal. The communication interface 6 includes, for example, a cable connection at which the drive element position signal can be tapped. Expediently, the motor encoder signal and/or the linear encoder signal cannot be tapped off at the communication interface 6, in particular at the cable connection. Preferably, the motor encoder signal and/or the linear encoder signal cannot be tapped off at the drive device 10, in particular not from the outside. In particular, the drive device 10 does not have any externally accessible communication interface at which the motor encoder signal and/or the linear encoder signal can be tapped.

Die Antriebsvorrichtung umfasst das Gehäuse 8. Das Antriebselement 1 ist relativ zum Gehäuse 8 entlang des Bewegungswegs 7 beweglich. Exemplarisch ist der Elektromotor 2 in dem Gehäuse 8 angeordnet. Die Auswerteeinheit 5 ist bevorzugt in oder am Gehäuse 8 angeordnet. Die Kommunikationsschnittstelle 6 ist bevorzugt außen am Gehäuse angeordnet. Zweckmäßigerweise ist das Kopplungselement 14, der Linearencoder 4, der Motorencoder 3 und/oder die Rolle 16 in dem Gehäuse 8 angeordnet.The drive device comprises the housing 8. The drive element 1 is movable relative to the housing 8 along the movement path 7. The electric motor 2 is arranged in the housing 8 as an example. The evaluation unit 5 is preferably arranged in or on the housing 8 . The communication interface 6 is preferably arranged on the outside of the housing. The coupling element 14, the linear encoder 4, the motor encoder 3 and/or the roller 16 are expediently arranged in the housing 8.

Die Steuereinheit 30 ist zweckmäßigerweise über die Kommunikationsverbindung 40 mit der Antriebsvorrichtung 10 kommunikativ verbunden, insbesondere an der Kommunikationsschnittstelle 6 angeschlossen. Vorzugsweise empfängt die Steuereinheit 30 über die Kommunikationsverbindung 40 das Antriebselement-Positionssignal. Bevorzugt ist die Steuereinheit 30 ausgebildet, eine Positionsregelung des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs 7 durchzuführen, insbesondere auf Basis des Antriebselement-Positionssignals. Beispielsweise ist die Steuereinheit 30 ausgebildet, auf Basis des Antriebselement-Positionssignals und eines Positions-Sollwerts für das Antriebselement 1 ein Steuersignal zu erzeugen und das Steuersignal an die Antriebsvorrichtung 10 zu übertragen, insbesondere über die Kommunikationsverbindung 40. Die Antriebsvorrichtung 10 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, das Steuersignal zu empfangen und gemäß dem Steuersignal den Elektromotor zu bestromen, insbesondere über die Elektronikanordnung 17. Die Steuereinheit 30 erzeugt das Steuersignal derart, dass eine Differenz zwischen dem Antriebselement-Positionssignal und dem Positions-Sollwert minimiert wird. Zweckmäßigerweise ist das System 20 ausgebildet, eine Positionsregelung des Antriebselements 1 durchzuführen, wobei das Antriebselement-Positionssignal als Rückführungsgröße dient und das Steuersignal als Stellgröße dient.The control unit 30 is expediently communicatively connected to the drive device 10 via the communication connection 40 , in particular connected to the communication interface 6 . Preferably, the control unit 30 receives the drive element position signal via the communication link 40 . The control unit 30 is preferably designed to carry out a position regulation of the drive element 1 along the movement path 7, in particular on the basis of the drive element position signal. For example, control unit 30 is designed to generate a control signal based on the drive element position signal and a target position value for drive element 1 and to transmit the control signal to drive device 10, in particular via communication link 40. Drive device 10 is expediently designed to Receiving a control signal and according to the control signal to energize the electric motor, in particular via the electronics assembly 17. The control unit 30 generates the control signal such that a difference between the drive element position signal and the position setpoint is minimized. The system 20 is expediently designed to carry out a position control of the drive element 1, with the drive element position signal serving as a feedback variable and the control signal serving as a manipulated variable.

Im Folgenden soll näher darauf eingegangen werden, wie die Auswerteeinheit 5 das Antriebselement-Positionssignal auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals bereitstellt.In the following, it will be discussed in more detail how the evaluation unit 5 provides the drive element position signal on the basis of the motor encoder signal and the linear encoder signal.

Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, das Antriebselement-Positionssignal auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals zu berechnen. Bevorzugt ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, das Motorencoder-Signal und das Linearencoder-Signal miteinander zu verknüpfen, um das Antriebselement-Positionssignal bereitzustellen, insbesondere zu berechnen.The evaluation unit 5 is preferably designed to calculate the drive element position signal on the basis of the motor encoder signal and the linear encoder signal. The evaluation unit 5 is preferably designed to link the motor encoder signal and the linear encoder signal with one another in order to provide, in particular to calculate, the drive element position signal.

Zweckmäßigerweise umfasst die Auswerteeinheit 5 eine feste Verdrahtung des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals und/oder eine logische digitale Verknüpfung des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals. Bevorzugt ist die feste Verdrahtung und/oder logische Verknüpfung für den Anwender der Antriebsvorrichtung 10 nicht zugänglich. The evaluation unit 5 expediently includes permanent wiring of the motor encoder signal and the linear encoder signal and/or a logical digital combination of the motor encoder signal and the linear encoder signal. The fixed wiring and/or logical linkage is preferably not accessible to the user of the drive device 10 .

Durch die für den Anwender unzugängliche feste Verdrahtung und/oder logische digitale Verknüpfung von Montorencoder 3 und Linearencoder 4 miteinander kann vorzugsweise (wie nachstehend noch näher erläutert) eine Realisierung einer Sicherheitsprozedur 21 und/oder eine (insbesondere kostengünstige) Absolutwegerfassung des Antriebselements 1 erzielt werden, insbesondere für den Fall, dass der Motorencoder 3 nur als Inkremantaldrehgeber ausgeführt ist.The permanent wiring and/or logical digital linking of the montor encoder 3 and linear encoder 4 to one another, which is inaccessible to the user, can preferably (as explained in more detail below) implement a safety procedure 21 and/or (particularly cost-effective) absolute displacement detection of the drive element 1 especially in the event that the motor encoder 3 is designed only as an incremental rotary encoder.

Bevorzugt ist der Motorencoder 3 als Drehgeber ausgeführt und in der als Linearachse ausgeführten Antriebsvorrichtung 10 mit dem Linearencoder 4 fest verdrahtet und logisch fest verknüpft. Die Auswerteeinheit 5 reduziert und/oder fasst das Motorencoder-Signal und das Linearencoder-Signal zu dem Antriebselement-Positionssignal zusammen. Das Antriebselement-Positionssignal wird auf die insbesondere als elektrische Signalschnittstelle ausgeführte Kommunikationsschnittstelle 6 hingeführt, insbesondere zum Abgriff durch die Steuereinheit 30.The motor encoder 3 is preferably designed as a rotary encoder and is hardwired and logically linked to the linear encoder 4 in the drive device 10 designed as a linear axis. The evaluation unit 5 reduces and/or combines the motor encoder signal and the linear encoder signal to form the drive element position signal. The drive element position signal is routed to communication interface 6, which is designed in particular as an electrical signal interface, in particular for tapping by control unit 30.

Die Antriebsvorrichtung 10 ist insbesondere als Linearachse ausgeführt, bei der das Motorencoder-Signal (von dem als Drehgeber ausgebildeten Motorencoder 3) und das Linearencoder-Signal auf eine (insbesondere zentrale) elektrische Schnittstelle zusammengeführt und logisch und elektrisch zusammengefasst auf einem Ausgang (nämlich der Kommunikationsschnittstelle 6) als das Antriebselement-Positionssignal für die Steuereinheit 30 bereitgestellt werden.The drive device 10 is designed in particular as a linear axis, in which the motor encoder signal (from the motor encoder 3 designed as a rotary encoder) and the linear encoder signal a (particularly central) electrical interface brought together and logically and electrically combined at one output (namely the communication interface 6) as the drive element position signal for the control unit 30.

Bevorzugt umfasst die Antriebsvorrichtung 10 eine von den nachfolgend genannten möglichen Kombinationen des Motorencoders und des Linearencoders.The drive device 10 preferably includes one of the following possible combinations of the motor encoder and the linear encoder.

Zweckmäßigerweise ist der Motorencoder 3 und/oder der Linearencoder 4 absolut messend. Ferner kann der Motorencoder 3 und/oder der Linearencoder 4 inkrementell messend sein. Bevorzugt ist der Motorencoder 3 inkrementell messend und der Linearencoder 4 ist absolut messend. Alternativ kann der Motorencoder 3 absolut messend sein und der Linearencoder 4 inkrementell messend.The motor encoder 3 and/or the linear encoder 4 is expediently measuring in absolute terms. Furthermore, the motor encoder 3 and/or the linear encoder 4 can measure incrementally. The motor encoder 3 preferably measures incrementally and the linear encoder 4 measures absolutely. Alternatively, the motor encoder 3 can measure absolutely and the linear encoder 4 measures incrementally.

Bevorzugt ist die Genauigkeit und/oder Signalgüte des Motorencoders 3 höher als die Genauigkeit und/oder Signalgüte des Linearencoders 4. Alternativ kann die Genauigkeit und/oder Signalgüte des Linearencoders 4 höher sein als (oder gleich hoch wie) die Genauigkeit und/oder Signalgüte des Motorencoders 3.The accuracy and/or signal quality of the motor encoder 3 is preferably higher than the accuracy and/or signal quality of the linear encoder 4. Alternatively, the accuracy and/or signal quality of the linear encoder 4 can be higher than (or the same as) the accuracy and/or signal quality of the Motor encoders 3.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die Auswerteeinheit 5 über eine Machine-Learning-Komponente 9 und ist ausgebildet, das Antriebselement-Positionssignal unter Verwendung der Machine-Learning-Komponente 9 bereitzustellen. Die Machine-Learning-Komponente kann auch als Maschinelles-Lernen-Komponente bezeichnet werden. Die Machine-Learning-Komponente ist vorzugsweise eine KI-Komponente, wobei KI für künstliche Intelligenz steht. Die Machine-Learning-Komponente ist insbesondere eine Softwarekomponente, die beispielsweise auf der Elektronikanordnung 17, insbesondere auf einem Microcontroller der Elektronikanordnung 17, ausgeführt wird. Bevorzugt umfasst die Auswerteeinheit 5 einen Microcontroller, auf dem die Machine-Learning-Komponente ausgeführt wird. Die Machine-Learning-Komponente umfasst beispielsweise ein künstliches neuronales Netzwert.According to a preferred embodiment, the evaluation unit 5 has a machine learning component 9 and is designed to provide the drive element position signal using the machine learning component 9 . The machine learning component can also be referred to as a machine learning component. The machine learning component is preferably an AI component, with AI standing for artificial intelligence. The machine learning component is in particular a software component which is executed, for example, on the electronics arrangement 17, in particular on a microcontroller of the electronics arrangement 17. The evaluation unit 5 preferably includes a microcontroller on which the machine learning component is executed. The machine learning component includes, for example, an artificial neural network.

Die Machine-Learning-Komponente stellt insbesondere eine Abbildung des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals (insbesondere in Kombination) auf das Antriebselement-Positionssignal bereit. Die Auswerteeinheit 5 führt der Machine-Learning-Komponente das Motorencoder-Signal und das Linearencoder-Signal als Eingangsgrößen zu und die Machine-Learning-Komponente gibt in Abhängigkeit von dem zugeführten Motorencoder-Signal und dem zugeführten Linearencoder-Signal das Antriebselement-Positionssignal aus.In particular, the machine learning component provides a mapping of the motor encoder signal and the linear encoder signal (particularly in combination) to the drive element position signal. The evaluation unit 5 supplies the machine learning component with the motor encoder signal and the linear encoder signal as input variables, and the machine learning component outputs the drive element position signal as a function of the motor encoder signal supplied and the linear encoder signal supplied.

Zweckmäßigerweise wird die Machine-Learning-Komponente vor der Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung mit Trainingsdaten trainiert, die insbesondere eine Mehrzahl von Signalwerten eines Motorencoder-Signals in Zuordnung zu einer Mehrzahl von Signalwerten eines Linearencoder-Signals und in Zuordnung zu einer Mehrzahl von Signalwerten eines Antriebselement-Positionssignals umfassen.The machine learning component is expediently trained with training data before the drive device is put into operation, which in particular contains a plurality of signal values of a motor encoder signal in association with a plurality of signal values of a linear encoder signal and in association with a plurality of signal values of a drive element position signal include.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Antriebsvorrichtung 10 ausgebildet, eine Kalibrierungsprozedur 19 durchzuführen, und im Rahmen der Kalibrierungsprozedur 19 das Antriebselement 1 zur Durchführung einer Kalibrierungsfahrt entlang des Bewegungswegs 7 zu bewegen, insbesondere mittels des Elektromotors 2. Die Kalibrierungsfahrt ist zweckmäßigerweise eine Vollhubfahrt. Die Antriebsvorrichtung 10, insbesondere die Auswerteeinheit 5, ist ausgebildet, während der Kalibrierungsfahrt Motorencoder-Signal-Werte, die auf dem Motorencoder-Signal basieren, und Linearencoder-Signal-Werte, die auf dem Linearencoder-Signal basieren, aufzuzeichnen, insbesondere über den gesamten Bewegungsweg 7. Die Antriebsvorrichtung 10 ist ferner ausgebildet, auf Basis der aufgezeichneten Motorencoder-Signal-Werte und der Linearencoder-Signal-Werte Beziehungs-Daten zu erzeugen, die eine Beziehung zwischen den Motorencoder-Signal-Werten und den Linearencoder-Signal-Werten beschreiben. Beispielsweise werden die Beziehungs-Daten als Korrekturtabelle bereitgestellt. Insbesondere umfassen die Beziehungs-Daten für jede Position aus einer Vielzahl von Positionen des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs jeweils eine Beziehung, insbesondere eine Differenz, zwischen einem Motorencoder-Signal-Wert und einem zugehörigen Linearencoder-Signal-Wert. Zweckmäßigerweise führt die Antriebsvorrichtung 10 die Kalibrierungsprozedur 19 während einer Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung 10 durch. Vorzugsweise speichert die Antriebsvorrichtung 10 bei der Kalibrierungsprozedur 19 Beziehungen, insbesondere Differenzen, zwischen Motorencoder-Signal-Werten und Linearencoder-Signal-Werten bei gleichen Positionen des Antriebselements 1, insbesondere als Korrekturtabelle.According to a preferred embodiment, the drive device 10 is designed to carry out a calibration procedure 19 and to move the drive element 1 to carry out a calibration run along the movement path 7 as part of the calibration procedure 19, in particular by means of the electric motor 2. The calibration run is expediently a full stroke run. The drive device 10, in particular the evaluation unit 5, is designed to record motor encoder signal values, which are based on the motor encoder signal, and linear encoder signal values, which are based on the linear encoder signal, during the calibration journey, in particular over the entire Movement path 7. The drive device 10 is further configured to generate relational data based on the recorded motor encoder signal values and the linear encoder signal values, which relation data describe a relation between the motor encoder signal values and the linear encoder signal values . For example, the relationship data is provided as a correction table. In particular, the relationship data for each position from a large number of positions of the drive element 1 along the movement path each include a relationship, in particular a difference, between a motor encoder signal value and an associated linear encoder signal value. The drive device 10 expediently carries out the calibration procedure 19 during the commissioning of the drive device 10 . In the calibration procedure 19, the drive device 10 preferably stores relationships, in particular differences, between motor encoder signal values and linear encoder signal values for the same positions of the drive element 1, in particular as a correction table.

Die 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das eine exemplarische Kalibrierungsprozedur 19 umfasst.The 2 FIG. 12 shows a flowchart of a method including an exemplary calibration procedure 19. FIG.

Die Kalibrierungsprozedur 19 umfasst einen ersten Schritt KS1, bei dem die Antriebsvorrichtung 10 die Kalibrierungsfahrt des Antriebselements 1 durchführt und während der Kalibrierungsfahrt die Motorencoder-Signal-Werte und die Linearencoder-Signal-Werte erfasst und abspeichert. Zweckmäßigerweise erfasst die Antriebsvorrichtung 10 als die Motorencoder-Signal-Werte die während der Kalibrierungsfahrt vorliegenden aktuellen Signalwerte des Motorencoder-Signals und/oder die während der Kalibrierungsfahrt vorliegenden (und auf dem Motorencoder-Signal basierenden) Umdrehungs-Zählwerte und/oder Änderungs-Zählwerte. Zweckmäßigerweise erfasst die Antriebsvorrichtung 10 als die Linearencoder-Signal-Werte während der Kalibrierungsfahrt vorliegende aktuelle Signalwerte des Linearencoder-Signals und/oder während der Kalibrierungsfahrt vorliegende Linear-Zählwerte.The calibration procedure 19 includes a first step KS1, in which the drive device 10 carries out the calibration run of the drive element 1 and during the calibration run the motor encoder signal values and the linear encoder signal values are recorded and stored. The drive device 10 expediently detects as the motor encoder signal values the values during the calibration current signal values of the motor encoder signal present during the calibration drive and/or the revolution count values (and based on the motor encoder signal) and/or change count values present during the calibration drive. Expediently, the drive device 10 detects current signal values of the linear encoder signal present during the calibration run as the linear encoder signal values and/or linear counter values present during the calibration run.

Die Kalibrierungsprozedur 19 umfasst einen zweiten Schritt KS2, bei dem die Antriebsvorrichtung 10 die zuvor während der Kalibrierungsfahrt erfassten Motorencoder-Signal-Werte und Linearencoder-Signal-Werte miteinander verrechnet, um die Beziehungs-Daten, insbesondere die Korrekturtabelle, zu erhalten. Beispielsweise berechnet die Antriebsvorrichtung 10 für jedes für eine jeweilige Position des Antriebselements 1 erfasste Paar aus einem Motorencoder-Signal-Wert und einem Linearencoder-Signal-Wert einen Differenzwert als Differenz zwischen dem Motorencoder-Signal-Wert und dem Linearencoder-Signal-Wert, und speichert die erhaltenen Differenzwerte als die Beziehungs-Daten, insbesondere als die Korrekturtabelle. Zweckmäßigerweise speichert die Antriebsvorrichtung die Beziehungs-Daten in einem nicht-flüchtigen Speicher.The calibration procedure 19 includes a second step KS2, in which the drive device 10 offsets the motor encoder signal values and linear encoder signal values previously detected during the calibration drive in order to obtain the relationship data, in particular the correction table. For example, for each pair of a motor encoder signal value and a linear encoder signal value detected for a respective position of the drive element 1, the drive device 10 calculates a difference value as the difference between the motor encoder signal value and the linear encoder signal value, and stores the obtained difference values as the relational data, specifically as the correction table. Conveniently, the drive device stores the relationship data in a non-volatile memory.

Insbesondere nach Montageende werden zweckmäßigerweise der Motorencoder 3 und der Linearencoder 4 fest in der Antriebsvorrichtung 10 eingebaut und/oder Montagepunkte werden mit Siegellack versiegelt.In particular, after the end of assembly, the motor encoder 3 and the linear encoder 4 are expediently permanently installed in the drive device 10 and/or assembly points are sealed with sealing wax.

Sofern die Antriebsvorrichtung 10 als Zahnriemenachse ausgeführt ist, wird zweckmäßigerweise der Zahnriemen auf ein vorgegebenes Spannmaß (insbesondere zuzüglich eines Setzmaßes) vorgespannt. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst zweckmäßigerweise Spannschrauben für das Spannen des Zahnriemens. Die Spannschrauben werden zweckmäßigerweise mit Siegellack versiegelt. Danach wird zweckmäßigerweise die Kalibrierungsprozedur 19 durchgeführt.If the drive device 10 is designed as a toothed-belt axis, the toothed belt is expediently pretensioned to a predetermined tightening dimension (in particular plus a slump). The drive device 10 expediently comprises tensioning screws for tensioning the toothed belt. The clamping screws are suitably sealed with sealing wax. After that, the calibration procedure 19 is expediently carried out.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals eine Sicherheitsinformation bereitzustellen, die eine Betriebssicherheit der Antriebsvorrichtung 10 anzeigt. Zweckmäßigerweise ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, auf Basis der Sicherheitsinformation die Antriebsvorrichtung 10 in einen Sicherheitszustand zu versetzen. Das Versetzen der Antriebsvorrichtung 10 in den Sicherheitszustand umfasst vorzugsweise ein Versetzen des Antriebselements 1 in eine Sicherheitsposition.According to a preferred embodiment, the evaluation unit 5 is designed to provide safety information based on the motor encoder signal and the linear encoder signal, which indicates the operational safety of the drive device 10 . The evaluation unit 5 is expediently designed to put the drive device 10 into a safe state on the basis of the safety information. The setting of the drive device 10 in the safety state preferably includes a setting of the drive element 1 in a safety position.

Beispielsweise ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals, insbesondere auf Basis eines Vergleichs des Motorencoder-Signals mit dem Linearencoder-Signal, zu erkennen, dass wenigstens einer aus dem Motorencoder 3 und dem Linearencoder 4 defekt ist und in Ansprechen darauf den Sicherheitszustand zu bewirken, beispielsweise indem das Antriebselement 1 mit dem anderen aus dem Motorencoder 3 und dem Linearencoder 4 sicher zum Stillstand, insbesondere in die Sicherheitsposition, beispielsweise in eine definierte Ausgangslage, gebracht wird. Das Vergleichsergebnis, mit dem der Defekt erkannt wird, kann beispielsweise die Sicherheitsinformation darstellen.For example, the evaluation unit 5 is designed to recognize on the basis of the motor encoder signal and the linear encoder signal, in particular on the basis of a comparison of the motor encoder signal with the linear encoder signal, that at least one of the motor encoder 3 and the linear encoder 4 is defective and in response thereto to bring about the safety condition, for example by bringing the drive element 1 with the other of the motor encoder 3 and the linear encoder 4 safely to a standstill, in particular to the safety position, for example to a defined initial position. The result of the comparison, with which the defect is identified, can represent the security information, for example.

Bevorzugt ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, die Sicherheitsinformation unter Berücksichtigung von den Beziehungs-Daten bereitzustellen, die die Beziehung zwischen den Motorencoder-Signal-Werten und den Linearencoder-Signal-Werten beschreiben. Insbesondere ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, die Sicherheitsinformation unter Berücksichtigung der Korrekturtabelle zu erzeugen. Beispielsweise ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, zu prüfen, ob eine Beziehung, insbesondere eine Differenz, zwischen einem oder mehreren aktuell erfassten Motorencoder-Signal-Werten und einem oder mehreren aktuell erfassten Linearencoder-Signal-Werten der von den Beziehungsdaten beschriebenen Beziehung, insbesondere der in der Korrekturtabelle hinterlegten Differenz, entspricht, und auf Basis dieser Prüfung die Sicherheitsinformation bereitzustellen. In Ansprechen darauf, dass die Beziehung des aktuell erfassten Motorencoder-Signal-Werts und des aktuell erfassten Linearencoder-Signal-Werts der von den Beziehungs-Daten beschriebenen Beziehung entspricht, stellt die Auswerteeinheit 5 als die Sicherheitsinformation eine erste Sicherheitsinformation bereit, die anzeigt, dass der Betrieb der Antriebsvorrichtung 10 sicher ist und lässt die Antriebsvorrichtung 10 in einem Normalbetrieb (und bewirkt zweckmäßigerweise nicht, dass die Antriebsvorrichtung 10 den Sicherheitszustand einnimmt). In Ansprechen darauf, dass die Beziehung des aktuell erfassten Motorencoder-Signal-Werts und des aktuell erfassten Linearencoder-Signal-Werts nicht der von den Beziehungs-Daten beschriebenen Beziehung entspricht, stellt die Auswerteeinheit 5 als die Sicherheitsinformation eine zweite Sicherheitsinformation bereit, die anzeigt, dass der Betrieb der Antriebsvorrichtung 10 nicht sicher ist und bewirkt zweckmäßigerweise, dass die Antriebsvorrichtung 10 den Sicherheitszustand einnimmt (und beendet zweckmäßigerweise den Normalbetrieb der Antriebsvorrichtung 10) .The evaluation unit 5 is preferably designed to provide the safety information, taking into account the relationship data that describe the relationship between the motor encoder signal values and the linear encoder signal values. In particular, the evaluation unit 5 is designed to generate the security information taking into account the correction table. For example, evaluation unit 5 is designed to check whether a relationship, in particular a difference, between one or more currently detected motor encoder signal values and one or more currently detected linear encoder signal values of the relationship described by the relationship data, in particular the difference stored in the correction table, and to provide the safety information on the basis of this check. In response to the fact that the relationship between the currently detected motor encoder signal value and the currently detected linear encoder signal value corresponds to the relationship described by the relationship data, the evaluation unit 5 provides first security information as the security information, which indicates that the operation of the propulsion device 10 is safe and leaves the propulsion device 10 in a normal mode of operation (and suitably does not cause the propulsion device 10 to enter the safe state). In response to the fact that the relationship between the currently detected motor encoder signal value and the currently detected linear encoder signal value does not correspond to the relationship described by the relationship data, the evaluation unit 5 provides second security information as the security information, which indicates that the operation of the drive device 10 is not safe and expediently causes the drive device 10 to assume the safe state (and expediently ends the normal operation of the drive device 10).

Das in der 2 gezeigte Verfahren umfasst eine Sicherheitsprozedur 21. Exemplarisch wird die Sicherheitsprozedur 21 im Anschluss an die Kalibrierungsprozedur 19 durchgeführt. Ferner ist es möglich, die Sicherheitsprozedur für sich genommen, also ohne vorherige Durchführung der Kalibrierungsprozedur 19, durchzuführen.That in the 2 The method shown includes a security procedure 21. By way of example, the security procedure 21 following the calibration procedure 19 performed. It is also possible to carry out the safety procedure itself, ie without carrying out the calibration procedure 19 beforehand.

Die Sicherheitsprozedur 21 wird zweckmäßigerweise während eines Normalbetriebs - also während einem regulären Betrieb - der Antriebsvorrichtung 10 durchgeführt, insbesondere während einer im Normalbetrieb durchgeführten Bewegung, die dazu dient, innerhalb eines industriellen Prozesses eine für den industriellen Prozess benötigte Betätigung durchzuführen. Diese während des Normalbetriebs bei der Sicherheitsprozedur 21 durchgeführte Bewegung des Antriebselements 1 ist insbesondere keine Kalibrierungsfahrt und/oder keine Lernfahrt, sondern dient vorzugsweise noch einem anderen Zweck, als der Sicherheitsprozedur 21.The safety procedure 21 is expediently carried out during normal operation—ie during regular operation—of the drive device 10, in particular during a movement carried out in normal operation, which serves to carry out an actuation required for the industrial process within an industrial process. This movement of drive element 1, which is carried out during normal operation during safety procedure 21, is in particular not a calibration drive and/or a learning drive, but preferably serves another purpose than safety procedure 21.

Die Sicherheitsprozedur 21 umfasst einen ersten Schritt VS1, bei dem ein aktueller Motorencoder-Signal-Wert und ein aktueller Linearencoder-Signal-Wert erfasst wird. Beispielsweise wird als aktueller Motorencoder-Signal-Wert ein aktueller Signalwert des Motorencoder-Signals und/oder der Änderungs-Zählwert und/oder der Umdrehungs-Zählwert erfasst. Beispielsweise wird als aktueller Linearencoder-Signal-Wert ein aktueller Signalwert des Linearencoder-Signals und/oder der Linear-Zählwert erfasst.The safety procedure 21 includes a first step VS1, in which a current motor encoder signal value and a current linear encoder signal value are recorded. For example, a current signal value of the motor encoder signal and/or the change counter value and/or the revolution counter value is recorded as the current motor encoder signal value. For example, a current signal value of the linear encoder signal and/or the linear counter value is recorded as the current linear encoder signal value.

Optional rechnet die Auswerteeinheit 5 bei dem erfassten aktuellen Motorencoder-Signal-Wert einen Offset heraus, der beispielsweise von einem Anwender (insbesondere nach der Kalibrierungsprozedur 19) eingestellt wurde. Beispielsweise subtrahiert die Auswerteeinheit 5 den Offset von dem erfassten aktuellen Motorencoder-Signalwert.Optionally, the evaluation unit 5 calculates an offset from the detected current motor encoder signal value, which was set, for example, by a user (in particular after the calibration procedure 19). For example, the evaluation unit 5 subtracts the offset from the detected current motor encoder signal value.

Die Sicherheitsprozedur 21 umfasst ferner einen zweiten Schritt VS2, bei dem die Auswerteeinheit eine Beziehung, insbesondere eine Differenz, zwischen dem erfassten aktuellen Motorencoder-Signal-Wert und dem erfassten aktuellen Linearencoder-Signal-Wert mit einer in den Beziehungs-Daten, insbesondere in der Korrekturtabelle, hinterlegten Beziehung, insbesondere Differenz, vergleicht. Das Vergleichsergebnis stellt zweckmäßigerweise die Sicherheitsinformation dar. The safety procedure 21 also includes a second step VS2, in which the evaluation unit compares a relationship, in particular a difference, between the detected current motor encoder signal value and the detected current linear encoder signal value with a relationship data, in particular in the Correction table, stored relationship, especially difference, compares. The result of the comparison expediently represents the security information.

Sofern die Beziehung zwischen dem erfassten aktuellen Motorencoder-Signal-Wert und dem erfassten aktuellen Linearencoder-Signal-Wert der in den Beziehungsdaten hinterlegten Beziehung entspricht (insbesondere unter Berücksichtigung eines Toleranzfensters), fährt die Sicherheitsprozedur mit dem dritten Schritt VS3 fort, in dem die Antriebsvorrichtung 10 in dem Normalbetrieb bleibt. Zweckmäßigerweise fährt die Sicherheitsprozedur dann mit dem ersten Schritt VS1 fort. Sofern die Beziehung zwischen dem erfassten aktuellen Motorencoder-Signal-Wert und dem erfassten aktuellen Linearencoder-Signal-Wert nicht der in den Beziehungsdaten hinterlegten Beziehung entspricht (insbesondere unter Berücksichtigung eines Toleranzfensters), fährt die Sicherheitsprozedur mit dem vierten Schritt VS4 fort, in dem die Auswerteeinheit 5 bewirkt, dass die Antriebsvorrichtung den Sicherheitszustand einnimmt und/oder den Normalbetrieb beendet.If the relationship between the detected current motor encoder signal value and the detected current linear encoder signal value corresponds to the relationship stored in the relationship data (in particular taking into account a tolerance window), the safety procedure continues with the third step VS3, in which the drive device 10 remains in normal operation. The safety procedure then expediently continues with the first step VS1. If the relationship between the detected current motor encoder signal value and the detected current linear encoder signal value does not correspond to the relationship stored in the relationship data (in particular taking into account a tolerance window), the safety procedure continues with the fourth step VS4, in which the Evaluation unit 5 causes the drive device to assume the safety state and/or end normal operation.

Optional ist die Antriebsvorrichtung 10 ausgebildet, bei einem Defekt des Motorencoders 3 in einen Notbetrieb zu wechseln und im Notbetrieb eine Positionsregelung des Antriebselements 1 auf Basis des Linearencoder-Signals und zweckmäßigerweise ohne Berücksichtigung des Motorencoder-Signals durchzuführen. Zweckmäßigerweise hält die Antriebsvorrichtung 10 im Notbetrieb das Antriebselement 1 geregelt stabil in seiner Position und/oder fährt im Notbetrieb eine oder mehrere weitere Positionen an, insbesondere mit geminderter Regelgüte und/oder im Schleichgang, insbesondere bis die Antriebsvorrichtung 10 zur Reparatur außer Betrieb genommen wird.Optionally, the drive device 10 is designed to switch to emergency operation in the event of a defect in the motor encoder 3 and to carry out a position control of the drive element 1 on the basis of the linear encoder signal and expediently without taking the motor encoder signal into account. In emergency operation, drive device 10 expediently holds drive element 1 in a controlled, stable position and/or moves to one or more other positions in emergency operation, in particular with reduced control quality and/or at creep speed, in particular until drive device 10 is taken out of operation for repairs.

Optional verfügt die Auswerteeinheit 5 über die Machine-Learning-Komponente 9. Die Machine-Learning-Komponente 9 umfasst beispielsweise ein künstliches neuronales Netzwerk. Die Auswerteeinheit 5 ist bevorzugt ausgebildet, die Sicherheitsinformation unter Verwendung der Machine-Learning-Komponente 9 bereitzustellen. Beispielsweise bildet die Machine-Learning-Komponente 9 das Motorencoder-Signal und das Linearencoder-Signal (und optional die Beziehungs-Daten, insbesondere die Korrekturtabelle) auf die Sicherheitsinformation ab. Insbesondere berücksichtigt die Machine-Learning-Komponente 9 das Motorencoder-Signal, das Linearencoder-Signal (und optional die Beziehungs-Daten, insbesondere die Korrekturtabelle) als Eingangsgrößen, auf deren Basis die Machine-Learning-Komponente die Sicherheitsinformation bereitstellt.The evaluation unit 5 optionally has the machine learning component 9. The machine learning component 9 includes an artificial neural network, for example. The evaluation unit 5 is preferably designed to provide the security information using the machine learning component 9 . For example, the machine learning component 9 maps the motor encoder signal and the linear encoder signal (and optionally the relationship data, in particular the correction table) to the security information. In particular, the machine learning component 9 takes into account the motor encoder signal, the linear encoder signal (and optionally the relationship data, in particular the correction table) as input variables, on the basis of which the machine learning component provides the safety information.

Zweckmäßigerweise wird die Machine-Learning-Komponente vor der Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung 10 mit Trainingsdaten trainiert, die insbesondere eine Mehrzahl von Signalwerten eines Motorencoder-Signals in Zuordnung zu einer Mehrzahl von Signalwerten eines Linearencoder-Signals und in Zuordnung zu jeweiligen Sicherheitsinformationen sowie optional in Zuordnung zu den Beziehungs-Daten, insbesondere zu der Korrekturtabelle, umfassen. Die Sicherheitsinformation dient in diesem Fall dazu, der Machine-Learning-Komponente vorzugeben, ob eine bestimmte Kombination aus einem Signalwert des Motorencoder-Signals und einem Signalwert des Linearencoder-Signals (und optional den Beziehungs-Daten) als Defekt oder als Normalzustand zu werten ist. Die Sicherheitsinformation kann in diesem Zusammenhang auch als Lernvorgabe bezeichnet werden. Beispielsweise werden bei dem Trainieren der Machine-Learning-Komponente als Trainingsdaten Kombinationen aus Motorencoder-Signal, Linearencoder-Signal und der Lernvorgabe verwendet, die verschiedenen Defekten entsprechen, z.B. einem durchtrennten Sensorkabel des Motorencoders 3, einem durchtrennten Sensorkabel des Linearencoders 4 und/oder einer Alterung des Motorencoders 3 und/oder des Linearencoders 4.Before the drive device 10 is put into operation, the machine learning component is expediently trained with training data which, in particular, contains a plurality of signal values of a motor encoder signal in association with a plurality of signal values of a linear encoder signal and in association with the respective safety information and optionally in association with the relationship data, in particular to the correction table. In this case, the safety information is used to specify to the machine learning component whether a specific combination of a signal value of the motor encoder signal and a signal value of the linear encoder signal (and optionally the relationship data) is to be evaluated as a defect or as a normal condition . The Safe In this context, safety information can also be referred to as a learning requirement. For example, when training the machine learning component, combinations of motor encoder signal, linear encoder signal and the learning specification are used as training data, which correspond to various defects, e.g. a severed sensor cable of motor encoder 3, a severed sensor cable of linear encoder 4 and/or a Aging of the motor encoder 3 and/or the linear encoder 4.

Mittels der Machine-Learning-Komponente 9 kann die Auswerteeinheit 5 im Betrieb die verschiedenen gelernten Defekte erkennen, und vorzugsweise auch Vorstufen oder Zwischenzustände der Defekte erkennen.Using the machine learning component 9, the evaluation unit 5 can identify the various learned defects during operation, and preferably also identify preliminary stages or intermediate states of the defects.

Bevorzugt ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, unter Berücksichtigung des Linearencoder-Signals mit dem Antriebselement-Positionssignal eine absolute Position des Antriebselements 1 entlang des Bewegungswegs 7 anzuzeigen. Beispielsweise ist das Motorencoder-Signal ein inkrementelles Signal. Exemplarisch zeigt das Motorencoder-Signal eine Positionsänderung des Antriebselements 1 und insbesondere nicht die absolute Position des Antriebselements 1 an. Das Linearencoder-Signal ist zweckmäßigerweise ein absolutes Signal und zeigt zweckmäßigerweise die absolute Position des Antriebselements 1 entlang des gesamten Bewegungswegs 7 an. Vorzugsweise ist die Genauigkeit und/oder die Signalgüte des Motorencoder-Signals höher als die Genauigkeit und/oder Signalgüte des Linearencoder-Signals. Zweckmäßigerweise kombiniert die Auswerteeinheit 5 das Motorencoder-Signal mit dem Linearencoder-Signal derart zu dem Antriebselement-Positionssignal, dass durch die Mitwirkung des Linearencoder-Signals das Antriebselement-Positionssignal als absolutes Positionssignals bereitgestellt wird - also die absolute Position des Antriebselements 1 entlang des gesamten Bewegungswegs 7 anzeigt - und dass durch die Mitwirkung des Motorencoder-Signals das Antriebselement-Positionssignal mit einer höheren Genauigkeit und/oder Signalgüte als das Linearencoder-Signal bereitgestellt wird.The evaluation unit 5 is preferably designed to display an absolute position of the drive element 1 along the movement path 7, taking into account the linear encoder signal with the drive element position signal. For example, the motor encoder signal is an incremental signal. By way of example, the motor encoder signal indicates a change in position of the drive element 1 and in particular not the absolute position of the drive element 1 . The linear encoder signal is expediently an absolute signal and expediently indicates the absolute position of the drive element 1 along the entire movement path 7 . The accuracy and/or the signal quality of the motor encoder signal is preferably higher than the accuracy and/or signal quality of the linear encoder signal. The evaluation unit 5 expediently combines the motor encoder signal with the linear encoder signal to form the drive element position signal in such a way that the contribution of the linear encoder signal makes the drive element position signal available as an absolute position signal - i.e. the absolute position of the drive element 1 along the entire movement path 7 indicates - and that the contribution of the motor encoder signal provides the drive element position signal with a higher accuracy and/or signal fidelity than the linear encoder signal.

Optional ermittelt die Auswerteeinheit 5 auf Basis des Linearencoder-Signals den Umdrehungs-Zählwert des Rotors 12 und kombiniert diesen mit dem Motorencoder-Signal, das eine Drehstellung des Rotors 12 innerhalb einer Umdrehung anzeigt, um das Antriebselement-Positionssignal zu ermitteln.Optionally, the evaluation unit 5 determines the number of revolutions of the rotor 12 on the basis of the linear encoder signal and combines this with the motor encoder signal, which indicates a rotational position of the rotor 12 within one revolution, in order to determine the drive element position signal.

Bevorzugt ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, in einem Motorencoder-Betriebsmodus das Antriebselement-Positionssignal auf Basis des Motorencoder-Signals und des Umdrehungs-Zählwerts, der eine Anzahl von durchgeführten Umdrehungen des Elektromotors anzeigt, und/oder eines Offset-Werts, der ein Offset des Motorencoder-Signals anzeigt, bereitzustellen. Optional stellt die Auswerteeinheit 5 im Motorencoder-Betriebsmodus das Antriebselement-Positionssignal ohne Berücksichtigung des Linearencoder-Signals auf Basis des Motorencoder-Signals bereit. Die Auswerteeinheit 5 ist ferner ausgebildet, in einem insbesondere nach einem Stromausfall eingenommenen Rekonstruktions-Betriebsmodus das Antriebselement-Positionssignal, den Offset-Wert und/oder den Umdrehungs-Zählwert auf Basis des Linearencoder-Signals zu rekonstruieren. Beispielsweise sind der Umdrehungs-Zählwert und/oder der Offset-Wert in einem flüchtigen Speicher gespeichert und gehen bei einem Stromausfall verloren. Der Offset-Wert ist beispielsweise ein vom Anwender gesetzter Nullpunkt. Die Auswerteeinheit 5 ist ausgebildet, im Rekonstruktions-Betriebsmodus auf Basis des Linearencoder-Signals den Umdrehungs-Zählwert und/oder den Offset-Wert zu ermitteln und dann zweckmäßigerweise zurück in den Motorencoder-Betriebsmodus zu wechseln.The evaluation unit 5 is preferably designed to calculate the drive element position signal in a motor encoder operating mode on the basis of the motor encoder signal and the revolution counter value, which indicates the number of revolutions of the electric motor that has been carried out, and/or an offset value, which indicates an offset of the Indicates motor encoder signal to provide. In the motor encoder operating mode, the evaluation unit 5 optionally provides the drive element position signal without taking the linear encoder signal into account on the basis of the motor encoder signal. The evaluation unit 5 is also designed to reconstruct the drive element position signal, the offset value and/or the revolution counter value on the basis of the linear encoder signal in a reconstruction operating mode assumed in particular after a power failure. For example, the revolution count and/or the offset value are stored in volatile memory and are lost in the event of a power failure. The offset value is, for example, a zero point set by the user. The evaluation unit 5 is designed to determine the number of revolutions and/or the offset value in the reconstruction operating mode on the basis of the linear encoder signal and then expediently to switch back to the motor encoder operating mode.

Bevorzugt ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, einen Einfluss des Linearencoder-Signals auf das Antriebselement-Signal in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Antriebselements 1 anzupassen. Beispielsweise verfügt die Auswerteeinheit 5 über einen Geschwindigkeits-Schwellenwert und ist ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass eine erfasste Geschwindigkeit des Antriebselements 1 den Geschwindigkeits-Schwellenwert übersteigt, das Linearencoder-Signal bei der Bereitstellung des Motorencoder-Signals nicht zu berücksichtigen und/oder die Sicherheitsprozedur 21 nicht durchzuführen. Die Auswerteeinheit 5 ist zweckmäßigerweise ferner ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass eine erfasste Geschwindigkeit des Antriebselements 1 den Geschwindigkeits-Schwellenwert nicht übersteigt, das Linearencoder-Signal bei der Bereitstellung des Motorencoder-Signals zu berücksichtigen und/oder die Sicherheitsprozedur 21 durchzuführen.The evaluation unit 5 is preferably designed to adapt an influence of the linear encoder signal on the drive element signal as a function of a speed of the drive element 1 . For example, the evaluation unit 5 has a speed threshold value and is designed, in response to the fact that a detected speed of the drive element 1 exceeds the speed threshold value, not to consider the linear encoder signal when providing the motor encoder signal and/or the safety procedure 21 not to be carried out. The evaluation unit 5 is expediently also designed, in response to the fact that a detected speed of the drive element 1 does not exceed the speed threshold value, to take the linear encoder signal into account when providing the motor encoder signal and/or to carry out the safety procedure 21 .

Optional ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, mittels der Machine-Learning-Komponente 9 den Geschwindigkeits-Schwellenwert auf Basis des Linearencoder-Signals zu bestimmen.The evaluation unit 5 is optionally designed to use the machine learning component 9 to determine the speed threshold value on the basis of the linear encoder signal.

Insbesondere dann, wenn der Linearencoder 4 als Leitplatikpotentiometer ausgeführt ist, kann mit dem Linearencoder 4 bei hohen Geschwindigkeiten des Antriebselements 1 die Position des Antriebselements 1 nicht zuverlässig ermittelt werden. Beispielsweise können ein systeminhärentes Öl und/oder ein erhabener Folienkunststoff des Linearencoders durch viskoelastisches Verhalten kurzzeitig zu einem Signalabriss führen.In particular when the linear encoder 4 is designed as a conductive plastic potentiometer, the position of the drive element 1 cannot be reliably determined with the linear encoder 4 at high speeds of the drive element 1 . For example, a system-inherent oil and/or a raised film plastic of the linear encoder can briefly lead to a signal break due to viscoelastic behavior.

Bevorzugt ist die Auswerteeinheit 5 ausgebildet, mittels der Machine-Learning-Komponente 9 Signalabrisse des Linearencoder-Signals bei der Bereitstellung des Antriebselement-Positionssignals auszublenden - also insbesondere nicht zu berücksichtigen - und stattdessen bei diesen Signalabrissen das Antriebselement-Positionssignal unter Verwendung der Machine-Learning-Komponente 9 und/oder auf Basis des Motorencoder-Signals bereitzustellen.The evaluation unit 5 is preferably designed to use the machine learning component 9 to hide signal breaks in the linear encoder signal when the drive element position signal is provided - i.e. in particular not to be taken into account - and instead, in the event of these signal breaks, the drive element position signal using machine learning -Component 9 and/or provide based on the motor encoder signal.

Claims (14)

Antriebsvorrichtung (10), umfassend: - ein entlang eines Bewegungswegs (7) linear bewegliches Antriebselement (1), - einen Elektromotor (2), der ausgebildet ist, das Antriebselement (1) entlang des Bewegungswegs (7) anzutreiben, - einen Motorencoder (3), der ausgebildet ist, eine Stellung und/oder Stellungsänderung des Elektromotors zu erfassen und gemäß der erfassten Stellung und/oder Stellungsänderung ein Motorencoder-Signal bereitzustellen, - einen Linearencoder (4), der ausgebildet ist, eine Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements (1) entlang des Bewegungswegs (7) zu erfassen und gemäß der erfassten Position und/oder Positionsänderung ein Linearencoder-Signal bereitzustellen, - eine Auswerteeinheit (5), die ausgebildet ist, auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals ein Antriebselement-Positionssignal bereitzustellen, das die Position des Antriebselements (1) entlang des Bewegungswegs (7) abbildet, und - eine Kommunikationsschnittstelle (6), die ausgebildet ist, das Antriebselement-Positionssignal auszugeben.Driving device (10) comprising: - a linearly movable drive element (1) along a movement path (7), - an electric motor (2) which is designed to drive the drive element (1) along the movement path (7), - a motor encoder (3), which is designed to detect a position and/or position change of the electric motor and to provide a motor encoder signal according to the detected position and/or position change, - a linear encoder (4), which is designed to detect a position and/or change in position of the drive element (1) along the movement path (7) and to provide a linear encoder signal according to the detected position and/or change in position, - an evaluation unit (5) which is designed to provide a drive element position signal based on the motor encoder signal and the linear encoder signal, which signal depicts the position of the drive element (1) along the movement path (7), and - A communication interface (6), which is designed to output the drive element position signal. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Gehäuse (8), wobei das Antriebselement (1) relativ zum Gehäuse (8) entlang des Bewegungswegs (7) beweglich ist, der Elektromotor (2) in dem Gehäuse (8) angeordnet ist, die Auswerteeinheit (5) in oder am Gehäuse (8) angeordnet ist und/oder die Kommunikationsschnittstelle (6) außen am Gehäuse angeordnet ist.Drive device (10) after claim 1 , further comprising a housing (8), wherein the drive element (1) is movable relative to the housing (8) along the movement path (7), the electric motor (2) is arranged in the housing (8), the evaluation unit (5) in or is arranged on the housing (8) and/or the communication interface (6) is arranged on the outside of the housing. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, das Motorencoder-Signal und das Linearencoder-Signal miteinander zu verknüpfen, um das Antriebselement-Positionssignal bereitzustellen.Drive device (10) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (5) is designed to link the motor encoder signal and the linear encoder signal with one another in order to provide the drive element position signal. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit über eine Machine-Learning-Komponente (9) verfügt und ausgebildet ist, das Antriebselement-Positionssignal unter Verwendung der Machine-Learning-Komponente (9) bereitzustellen.Drive device (10) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit has a machine learning component (9) and is designed to provide the drive element position signal using the machine learning component (9). Antriebsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Linearencoder (4) ein Leitplastikpotentiometer umfasst.Drive device (10) according to one of the preceding claims, wherein the linear encoder (4) comprises a conductive plastic potentiometer. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Antriebsvorrichtung (10) ausgebildet ist, eine Kalibrierungsprozedur (19) durchzuführen, und im Rahmen der Kalibrierungsprozedur (19) das Antriebselement (1) zur Durchführung einer Kalibrierungsfahrt entlang des Bewegungswegs (7) zu bewegen, und während der Kalibrierungsfahrt Motorencoder-Signal-Werte, die auf dem Motorencoder-Signal basieren, und Linearencoder-Signal-Werte, die auf dem Linearencoder-Signal basieren, aufzuzeichnen, und wobei die Antriebsvorrichtung (10) ferner ausgebildet ist, auf Basis der aufgezeichneten Motorencoder-Signal-Werte und der Linearencoder-Signal-Werte Beziehungs-Daten zu erzeugen, die eine Beziehung zwischen den Motorencoder-Signal-Werten und den Linearencoder-Signal-Werten beschreiben.Drive device (10) according to one of the preceding claims, wherein the drive device (10) is designed to carry out a calibration procedure (19), and within the scope of the calibration procedure (19) the drive element (1) to carry out a calibration run along the movement path (7). move, and during the calibration drive to record motor encoder signal values based on the motor encoder signal and linear encoder signal values based on the linear encoder signal, and wherein the drive device (10) is further designed to be based of the recorded motor encoder signal values and the linear encoder signal values to generate relational data describing a relationship between the motor encoder signal values and the linear encoder signal values. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals eine Sicherheitsinformation bereitzustellen, die eine Betriebssicherheit der Antriebsvorrichtung (10) anzeigt.Drive device (10) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (5) is designed to provide safety information based on the motor encoder signal and the linear encoder signal, which indicates operational safety of the drive device (10). Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei die Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, auf Basis der Sicherheitsinformation die Antriebsvorrichtung (10) in einen Sicherheitszustand zu versetzen.Drive device (10) after claim 7 , wherein the evaluation unit (5) is designed to put the drive device (10) into a safe state on the basis of the safety information. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, die Sicherheitsinformation unter Berücksichtigung von Beziehungs-Daten bereitzustellen, die eine/die Beziehung zwischen den Motorencoder-Signal-Werten und den Linearencoder-Signal-Werten beschreiben.drive device claim 7 or 8th , wherein the evaluation unit (5) is designed to provide the security information taking into account relationship data that describe a/the relationship between the motor encoder signal values and the linear encoder signal values. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Auswerteeinheit über eine Machine-Learning-Komponente (9) verfügt und ausgebildet ist, die Sicherheitsinformation unter Verwendung der Machine-Learning-Komponente (9) bereitzustellen.Drive device according to one of Claims 7 until 9 , wherein the evaluation unit has a machine learning component (9) and is designed to provide the security information using the machine learning component (9). Antriebsvorrichtung (10) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, unter Berücksichtigung des Linearencoder-Signals mit dem Antriebselement-Positionssignal eine absolute Position des Antriebselements (1) entlang des Bewegungswegs (7) anzuzeigen.Drive device (10) according to a preceding claim, wherein the evaluation unit (5) is designed to display an absolute position of the drive element (1) along the movement path (7) taking into account the linear encoder signal with the drive element position signal. Antriebsvorrichtung (10) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, in einem Motorencoder-Betriebsmodus das Antriebselement-Positionssignal auf Basis des Motorencoder-Signals und eines Umdrehungs-Zählwerts, der eine Anzahl von durchgeführten Umdrehungen des Elektromotors (2) anzeigt, und/oder eines Offset-Werts, der ein Offset des Motorencoder-Signals anzeigt, bereitzustellen, und wobei die Auswerteeinheit (5) ferner ausgebildet ist, in einem insbesondere nach einem Stromausfall eingenommenen Rekonstruktions-Betriebsmodus das Antriebselement-Positionssignal, den Offset-Wert und/oder den Umdrehungs-Zählwert auf Basis des Linearencoder-Signals zu rekonstruieren.Drive device (10) according to a preceding claim, wherein the evaluation unit (5) is designed, in a motor encoder operating mode, the drive element position signal on the basis of the motor encoder signal and a revolution counter value, which is a number of revolutions of the electric motor (2) indicates, and/or an offset value, which indicates an offset of the motor coder signal, and wherein the evaluation unit (5) is further designed, in a reconstruction operating mode assumed in particular after a power failure, to provide the drive element position signal, the offset value and/or to reconstruct the revolution count based on the linear encoder signal. Antriebsvorrichtung (10) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Auswerteeinheit (5) ausgebildet ist, einen Einfluss des Linearencoder-Signals auf das Antriebselement-Signal in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Antriebselements (1) anzupassen.Drive device (10) according to a preceding claim, wherein the evaluation unit (5) is designed to adapt an influence of the linear encoder signal on the drive element signal depending on a speed of the drive element (1). Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Erfassen, mit dem Motorencoder (3), der Stellung und/oder Stellungsänderung des Elektromotors (2) und Bereitstellen des Motorencoder-Signals gemäß der erfassten Stellung und/oder Stellungsänderung, - Erfassen, mit dem Linearencoder (4), der Position und/oder Positionsänderung des Antriebselements (1) und Bereitstellen des Linearencoder-Signals gemäß der erfassten Position und/oder Positionsänderung, - Bereitstellen, mit der Auswerteeinheit (5), des Antriebselement-Positionssignals auf Basis des Motorencoder-Signals und des Linearencoder-Signals, und - Ausgeben, mit der Kommunikationsschnittstelle (6), des Antriebselement-Positionssignal.Method for operating a drive device (10) according to one of the preceding claims, comprising the steps: - detecting, with the motor encoder (3), the position and/or position change of the electric motor (2) and providing the motor encoder signal according to the detected position and/or position change, - detecting, with the linear encoder (4), the position and/or change in position of the drive element (1) and providing the linear encoder signal according to the detected position and/or change in position, - Providing, with the evaluation unit (5), the drive element position signal based on the motor encoder signal and the linear encoder signal, and - Output, with the communication interface (6), the drive element position signal.
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