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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Anzeige von Positionsdaten nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Es ist bekannt, dass zum Messen der
Position eines Geräts,
z.B. einer Werkzeugmaschine, Längen-
oder Winkelmessgeräte
verwendet werden, je nachdem, welche Bewegung das betreffende Gerät ausführt. Eine
Positionsanzeige erhält
vom Messgerät
Positionsrückmeldungen
in Form von Signalen und erzeugt daraus Positionsangaben, die am
Bildschirm der Positionsanzeige angezeigt werden. Dabei ist eine
einzige solche Positionsanzeige an einer Stelle angebracht, an der
der Benutzer bequem den Bildschirm ablesen und sowohl die Positionsanzeige als
auch das Gerät
bedienen kann.
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Ein Nachteil der beschriebenen Positionsanzeige
besteht darin, dass manche Geräte,
z.B. manche Fräsmaschinentypen,
eine besonders große Länge haben
und bestimmte Aufgaben es erfordern, dass sich der Benutzer weit
entfernt von dieser einzigen Positionsanzeige befindet. Diese große Entfernung
macht dem Benutzer das Ablesen oder Bedienen der Positionsanzeige
unmöglich,
während
er oder sie eine Aufgabe am Gerät
ausführt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
deshalb die Aufgabe zu Grunde, einem Benutzer das Ablesen einer
Positionsanzeige an einer anderen Stelle zu ermöglichen als der, an der sich
die erste Positionsanzeige befindet.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch
eine Vorrichtung zur Anzeige von Positionsdaten nach Anspruch 1.
Vorteilhafte Details der Vorrichtung zur Anzeige von Positionsdaten
ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Anzeige
von Positionsdaten eines Geräts
vorgeschlagen, die ein solches Gerät, ein Positionsmessgerät zum Messen
einer Position dieses Geräts,
sowie eine an einer ersten Stelle angebaute, erste Positionsanzeige
umfasst, die vom Positionsmessgerät ein Signal empfängt, das
eine Position des Geräts beinhaltet,
wobei diese erste Positionsanzeige einen Bildschirm umfasst, an
dem ein Bild angezeigt wird, das die Position des Geräts darstellt.
Eine zweite Positionsanzeige ist an einer zweiten Stelle angebaut, die
ebenfalls einen Bildschirm umfasst, der dieses Bild anzeigt.
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Weitere Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich,
zu deren Erläuterung die
beigefügten
Figuren hinzugezogen werden können.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zur Anzeige von Positionsdaten eines Geräts gemäß der vorliegenden
Erfindung in schematischer Seitenansicht;
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2 zeigt
die schematische Darstellung eines zusammen mit einer ersten Positionsanzeige
der Vorrichtung aus 1 verwendeten
Schaltkreises und eines Schaltkreises der in der Vorrichtung aus 1 verwendeten zweiten Positionsanzeige
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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1 zeigt
die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anzeige von Positionsdaten 100, die
bei einem besonders großen
Gerät 102,
z.B. einer großen
Werkzeugmaschine wie einer Fräsmaschine,
Schleifmaschine, Erodiermaschine oder einer langen Drehmaschine,
eingesetzt wird. Die Vorrichtung zur Anzeige von Positionsdaten 100 umfasst eine
erste Positionsanzeige 104, die an einer ersten Stelle
angebaut ist, und eine zweite Positionsanzeige 106, die
an einer zweiten, in beträchtlicher
Entfernung zur ersten Positionsanzeige 104 liegenden Stelle
angebaut ist.
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Die erste Positionsanzeige 104 verfügt über Anschlüsse für sämtliche
E/A-Geräte der Vorrichtung zur
Anzeige von Positionsdaten 100, z.B. Positionsmessgeräte 107,
Kantentaster oder serielle Schnittstellen. Ein Beispiel für die erste
Positionsanzeige 104 ist die Positionsanzeige PT 880, die
von Acu-Rite, Inc. mit Sitz in Jamestown, New York, hergestellt wird.
Die erste Positionsanzeige 104 ist an einer Stelle angebaut,
wo die Anschlüsse
der Positionsmessgeräte 107 und
andere E/A-Leitungen enden, z.B. neben einer Bearbeitungseinheit 105.
Demgemäss empfängt die
erste Positionsanzeige 104 Positionssignale von einem oder
mehreren Positionsmessgeräten 107,
z.B. einem Winkel- oder Längenmessgerät, und erzeugt
Positionssignale, die am Bildschirm 108 der ersten Positionsanzeige 104 angezeigt
werden. An die erste Positionsanzeige 104 können bis
zu sechs Positionsmessgeräte 107 angeschlossen
werden. Die erste Positionsanzeige 104 umfasst auch eine
Tastatur 110 zur Bedienung und/oder Programmierung der
ersten Positionsanzeige 104.
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Wie in 2 dargestellt,
umfasst die erste Positionsanzeige 104 eine Hauptplatine 112 mit
einer Kontrolleinheit 114, die mit einem integrierten Schaltkreis 116 kommuniziert,
der eine Flüssigkristallanzeige 126 (LCD)
steuert. Die Kontrolleinheit 114 kann beispielsweise aus
einem Mikroprozessor mit SDRAM und Flash-Speicher und einem feldprogrammierbaren
Gate-Array (FPGA) bestehen. Der integrierte Schaltkreis 116 zur
Steuerung der Flüssigkristallanzeige 126 kommuniziert
mit einem Bilddatentreiber 118 und einem Bilddatensender 120,
die in LVDS-Technologie ausgeführt
sind und differentielle Niederspannungssignale übertragen. Die Kontrolleinheit 114 ist
elektrisch mit einem der Tastatur 110 zugeordneten Mikrocontroller 122 verbunden,
bei dem es sich beispielsweise um einen Baustein aus der Mikrocontrollerfamilie
PIC der Firma Microchip handeln kann. Der Mikrocontroller 122 tastet
die Tastenmatrix 124 ab und stellt der Kontrolleinheit 114 kodierte
Bitstromdaten zur Verfügung,
sobald ein Tastendruck erfolgt. Der Bilddatentreiber 118 ist
mit einer dem Bildschirm 108 zugeordneten Flüssigkristallanzeige 126 verbunden.
Außerdem
sind die Kontrolleinheit 114 und der Bilddatensender 120 über die
Eingangsplatine 130 mit einem Schnittstellenkabel 128 verbunden,
das zu einer zweiten Positionsanzeige 106 führt.
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Wie die 1 und 2 zeigen,
führt das Schnittstellenkabel 128 von
der ersten Positionsanzeige 104 zur zweiten Positionsanzeige 106,
die sich an einem weit entfernt liegenden Ende oder Abschnitt des
Geräts 102 befindet.
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Wie aus 2 ersichtlich, ähnelt der Aufbau der zweiten
Positionsanzeige 106, abgesehen von wenigen Unterschieden,
dem Aufbau der ersten Positionsanzeige 104. Wo also identische
Bausteine in beiden Positionsanzeigen verwendet werden, werden diese
identischen Bausteine mit den selben Ziffern bezeichnet. Die zweite
Positionsanzeige 106 umfasst zum Beispiel ebenfalls einen
Bildschirm 108 und eine Tastatur 110, dessen Funktionen
nachfolgend beschrieben werden.
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Wie in 2 dargestellt,
umfasst die zweite Positionsanzeige 106 eine Hauptplatine 132,
die einen Bilddatenempfänger 134 enthält, der
mit einem Bilddatentreiber 118 kommuniziert. Die Hauptplatine 132 ist
elektrisch mit dem der Tastatur 110 zugeordneten Mikrocontroller 122 verbunden.
Der Mikrocontroller 122 tastet die Tastenmatrix 124 ab
und stellt der Hauptplatine 132 kodierte Bitstromdaten
zur Verfügung,
sobald ein Tastendruck erfolgt. Der Bilddatentreiber 118 ist
mit einer dem Bildschirm 108 zugeordneten Flüssigkristallanzeige 126 verbunden.
Außerdem
ist die Hauptplatine 132 über eine Verbindungsplatine 136 mit
dem Schnittstellenkabel 128 verbunden, das von der ersten
Positionsanzeige 104 zur zweiten Positionsanzeige 106 führt.
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Die Hauptplatinen 112 und 132 sind
jeweils mit einem eigenen Schaltnetzteil bestückt. Daher können sowohl
die erste Positionsanzeige 104 als auch die zweite Positionsanzeige 106 nur
arbeiten, wenn ihnen über
ein Spannungsversorgungskabel 138 eine eigene Wechselspannungsquelle
(95–264 V~)
zur Verfügung
gestellt wird. In der ersten Positionsanzeige 104 und der
zweiten Positionsanzeige 106 befindet sich jeweils ein
kleiner Wechselstrom-Lüfter
zur internen Luftzirkulation, wobei der in der ersten Positionsanzeige 104 integrierte
Lüfter durch
die Kontrolleinheit 114 gesteuert wird, während der
Lüfter
in der zweiten Positionsanzeige 106 eingeschaltet ist,
solange der Netzschalter der zweiten Positionsanzeige 106 eingeschaltet
ist.
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Der der jeweiligen Flüssigkristallanzeige 126 zugeordnete
Inverter-Schaltkreis
zur Steuerung der Hintergrundbeleuchtung ist auf beiden Hauptplatinen 112 und 132 identisch
und wird jeweils durch ein eigenes pulsbreitenmoduliertes Taktsignal
gesteuert, das von der Hauptplatine 112 der ersten Positionsanzeige 104 erzeugt
wird, wobei das pulsbreitenmodulierte Taktsignal der zweiten Positionsanzeige 106 in der
LCD-Steuersignal-Gruppe enthalten ist. Damit kann sowohl die Helligkeit
des am Bildschirm 108 der ersten Positionsanzeige 104 angezeigten
Bildes, als auch die Helligkeit des am Bildschirm 108 der
zweiten Positionsanzeige 106 angezeigten Bildes – unabhängig von
der am Bildschirm 108 der ersten Positionsanzeige 104 vorgenommenen
Einstellung der Helligkeit – eingestellt
werden. Es wird darauf hingewiesen, dass in der zweiten Positionsanzeige 106 keine
spezielle Software verwendet wird.
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Wenn beide Spannungsversorgungskabel 138 mit
Spannungsquellen verbunden sind, werden die verschiedenen Positionsanzeigen
wie nachfolgend beschrieben eingeschaltet, sofern die zweite Positionsanzeige 106 ordnungsgemäß mit der
ersten Positionsanzeige 104 verbunden ist. Insbesondere wird
der ordnungsgemäße Betrieb
der beiden Positionsanzeigen ermöglicht,
indem die Netzschalter beider Positionsanzeigen 104 und 106 eingeschaltet werden.
Wenn der Netzschalter der ersten Positionsanzeige 104 eingeschaltet
wird, während
der Netzschalter der zweiten Positionsanzeige 106 ausgeschaltet
wird, kann nur die erste Positionsanzeige 104 ordnungsgemäß arbeiten.
Sobald der Netzschalter der ersten Positionsanzeige 104 ausgeschaltet wird,
sind sowohl die erste Positionsanzeige 104 als auch die
zweite Positionsanzeige 106 ausgeschaltet, gleichgültig ob
der Netzschalter der zweiten Positionsanzeige 106 ein-
oder ausgeschaltet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die zweite
Positionsanzeige 106 jederzeit mit der ersten Positionsanzeige 104 verbunden
werden kann, ohne dass Änderungen
der Hardware- oder Softwarekonfiguration erforderlich sind. Beide
Positionsanzeigen 104 und 106 müssen jedoch
abgeschaltet werden, bevor das Schnittstellenkabel 128 angeschlossen
wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die erste Positionsanzeige 104 erkennt,
wenn die zweite Positionsanzeige 106 installiert ist und über das
Schnittstellenkabel 128 mit der ersten Positionsanzeige 104 kommuniziert.
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Wenn beide Positionsanzeigen 104 und 106 eingeschaltet
sind, erfolgt die Übertragung
der LCD-Daten und Steuersignale von der ersten Positionsanzeige 104 zur
zweiten Positionsanzeige 106 mittels LVDS-Technologie (LVDS
= Low Voltage Differential Signaling) und zwar über den Bilddatensender 120,
den Bilddatenempfänger 134,
die Eingangsplatine 130 und die Verbindungsplatine 136,
die vorher beschrieben wurden. LVDS ist eine Methode der Datenkommunikation,
bei der Signale mit minimalem Spannungshub (typisch ca. 350 mV)
differentiell über ein
symmetrisches Kabel mit paarweise verdrillten Adern (Twisted Pair) übertragen
werden. Damit ist auch bei Verwendung von Kabeln, die länger als mehrere
10 Meter sind, eine Datenübertragung
mit einer Geschwindigkeit von mehreren hundert (oder sogar tausend)
Megabit pro Sekunde erreichbar. Zwei Normen legen derzeit die LVDS-Parameter
fest: TIA/EIA und IEEE. Viele Hersteller bieten serienmäßig produzierte,
integrierte Schaltkreise an, die für den Bilddatensender 120 und
den Bilddatenempfänger 134 verwendet
werden können
und die durch die vorher genannten Institutionen festgelegten LVDS-Normen erfüllen.
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Die Übertragung der LCD-Daten und
Steuersignale von der ersten Positionsanzeige 104 zur zweiten
Positionsanzeige 106 erfolgt über den Bilddatensender 120 und
den dazugehörigen
Bilddatenempfänger 134 über insgesamt
fünf differentielle
Leitungen, die durch fünf
verdrillte Adernpaare gebildet werden. Der Bilddatensender 120 ist
in der Lage, bis zu 28 einzelne Kanäle über vier differentielle Leitungen
gleichzeitig zu übertragen.
Die Übertragung
wird von einem Taktsignal gesteuert, das über die fünfte differentielle Leitung übertragen
wird. Das Taktsignal wird von einem integrierten Schaltkreis 116 zur
Anzeigesteuerung erzeugt, der sich auf der Hauptplatine 112 befindet
und dient gleichzeitig als Pixeltakt. Der Bilddatenempfänger 134 stellt
die 28 einzelnen Kanäle
und auch den Pixeltakt mit minimalem Laufzeitunterschied wieder
her. Somit sendet die erste Positionsanzeige 104 die Anzeigedaten
zur zweiten Positionsanzeige 106, so dass die Anzeigedaten
am Bildschirm 108 angezeigt werden. Durch den geringen
Laufzeitunterschied erfolgt die Anzeige am Bildschirm 108 der
ersten Positionsanzeige 104 und am Bildschirm 108 der
zweiten Positionsanzeige 106 im Wesentlichen gleichzeitig.
Eine Rückmeldung
bzgl. der von der zweiten Positionsanzeige 106 erhaltenen LCD-Daten
oder Steuersignale an die erste Positionsanzeige 104 erfolgt
nicht. Das Bild wird ausschließlich
von der ersten Positionsanzeige 104 verarbeitet und nicht
von der zweiten Positionsanzeige 106.
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Sobald sowohl die erste Positionsanzeige 104 als
auch die zweite Positionsanzeige 106 eingeschaltet sind
und miteinander über
das Schnittstellenkabel 128 kommunizieren, überwacht
die erste Positionsanzeige 104 automatisch die Tastaturen 110 der
beiden Positionsanzeigen 104 und 106. Somit kann
die erste Positionsanzeige 104 sowohl über die Tastatur 110 der
ersten Positionsanzeige 104 als auch über die Tastatur 110 der
zweiten Positionsanzeige 106 gesteuert werden.
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Die Bedienung der Tastatur 110 der
zweiten Positionsanzeige 106 erfolgt über zwei verdrillte Adernpaare.
Ein Adernpaar dient zum Senden von Daten, das andere Adernpaar zum
Empfang von Daten. Die Hauptplatine 112 der ersten Positionsanzeige 104 sendet
ein BUSY-Signal an den Mikrocontroller 122 auf der Tastatur 110 der
zweiten Positionsanzeige 106. Daraufhin sendet der Mikrocontroller 122 auf
der Tastatur 110 der zweiten Positionsanzeige 106 ein
DATA-Signal an die Hauptplatine 112 der ersten Positionsanzeige 104.
Ein RS-422-konformer Sender-Empfänger-Schaltkreis 140 ermöglicht die Übertragung
der BUSY- und DATA-Signale zwischen den beiden Positionsanzeigen 104 und 106.
Somit überwacht
die erste Positionsanzeige 104 beide Tastaturen 110 der
Positionsanzeigen 104 und 106, so dass die erste
Positionsanzeige 104 über
beide Tastaturen 110 gesteuert werden kann, da beide Tastaturen 110 die
selben Funktionen oder Eigenschaften besitzen. Außerdem sind
die an beiden Bildschirmen 108 der Positionsanzeigen 104 und 106 angezeigten Informationen
zu jeder Zeit identisch und ändern
sich entsprechend zur selben Zeit. Die vorausgehend beschriebenen
Eigenschaften in Bezug auf Tastaturen 110 und Bildschirme 108 werden
zum Teil dadurch ermöglicht,
dass die Hauptplatine 132 der zweiten Positionsanzeige 106 so
konfiguriert ist, dass sie nur Anzeigedaten empfängt und nur Tastaturdaten sendet.
Außerdem
ermöglicht
die zweite Positionsanzeige 106 den Zugriff auf die erste
Positionsanzeige 104 von einer zweiten, entfernt liegenden
Stelle aus. Somit arbeitet und verhält sich die zweite Positionsanzeige 106 genauso
wie die erste Positionsanzeige 104.
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Die vorausgehende ausführliche
Beschreibung ist beispielhaft für
verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung. Abweichende Ausführungsformen
der Erfindung, die in der Spezifikation nicht im Detail beschrieben
sind, lassen sich jedoch ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung
realisieren. Zum Beispiel können
zur Ermöglichung
einer besseren Steuerung von größeren/längeren Geräten zwei oder
mehr entfernt liegende Positionsanzeigen zusammen mit der ersten
Positionsanzeige eingesetzt werden, wobei dann die entfernt liegenden
Positionsanzeigen entweder jeweils direkt mit der ersten Positionsanzeige
verbunden sind oder in Folge miteinander und mit der ersten Positionsanzeige
verbunden sind. Demgemäss
sollte jede eingehendere Beschreibung der in der Spezifikation vorkommenden Komponenten
als allgemeine Richtlinie und nicht als Beschränkung der in den folgenden
Ansprüchen
allgemeineren Beschreibung der Komponenten betrachtet werden.