DE19505500A1 - Absolutkodierer und Positionsgenerierverfahren für denselben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Absolutkodierer für Ser­ vosteuervorrichtungen zum Antrieb des beweglichen Teils einer Industriemaschine oder einer Werkzeugmaschine sowie auf ein Verfahren zum Generieren der jeweiligen oder laufenden Stel­ lung des Absolutkodierers.

In Fällen, in denen ein Motor eine Welle antreibt, um eine Last zu bewegen, ist es unter Umständen wichtig, genau die Position der Last zu kennen. Informationen über die exakte Lage werden von einem auf der Welle befestigten Absolutkodie­ rer geliefert. Wenn beispielsweise ein Motor eine Welle im Drehsinn antreibt, die ihrerseits einen Riemen zum Heben oder Senken eines Objektes treibt, kann der Motor seine Umdrehung auch nach dem Abschalten der Kodiervorrichtung fortsetzen. Außerdem kann der Motor, selbst wenn er nicht erregt ist, aufgrund seines Beharrungsvermögens sich um eine weitere Größe drehen. Wird der Absolutkodierer wieder eingeschaltet und dreht sich der Motor, ist es wichtig, daß man die genaue Stellung des Motors kennt.

Bei einem Absolutkodierer, der mit begrenzter Auflösung einen Wert wiederherstellt und dann in hoher Auflösung eine Posi­ tion ausgibt, wird ein Verfahren angewandt, mit dem eine mo­ mentane Position mit willkürlicher Auflösung des Absolutko­ dierers wiederhergestellt, dem wiederhergestellten Wert für anschließende Umdrehungen ein Inkrementimpuls hinzugefügt und ein gegebener Wert an der "Flanke" des niederwertigsten Bits der Auflösung gesetzt wird, wenn die Wiederherstellung oder Synchronisation durchgeführt wird. Hier bedeutet "Flanke" eine Zeit, während der das Bit mit dem niedrigsten Wert steigt, während sich der Absolutkodierer in Vorwärtsrichtung dreht, oder eine Zeit, während der das Bit mit dem niedrig­ sten Wert fällt, während sich der Absolutkodierer in Rück­ wärtsrichtung dreht.

Ein herkömmlicher Absolutkodierer soll unter Hinweis auf die Fig. 10 bis 13 erläutert werden, von denen insbesondere Fig. 10 eine Gesamtanordnung eines Positionserfassungssystems mit einem Absolutkodierer zeigt. Fig. 11 ist eine Impulsübersicht von Bits, die die in Fig. 10 dargestellte Photozelle 50 wahr­ nimmt. Fig. 12 ist eine graphische Darstellung des Bitsignals mit der niedrigsten Wertigkeit der Auflösung in der Photo­ zelle 50 gemäß Fig. 10. Fig. 13 zeigt in Form eines Ablauf­ diagramms ein Verfahren zum Erzeugen einer momentanen Posi­ tion.

In Fig. 10 sind folgende Elemente erkennbar: ein Absolutko­ dierer 8, ein Motor 9, eine Kupplung 10, welche die Bewegung des Motors 9 an den Absolutkodierer 8 überträgt, eine Glas­ scheibe 11, die sich synchron mit dem Motor 9 dreht, ein Schlitz 12 für eine auf der Glasscheibe 11 vorgesehene 6-Bit Auflösung, ein Schlitz 13 für einen Inkrementimpuls, eine Lichtabgabequelle 14 zum Beleuchten der Photozelle 50, ein Widerstand 16, der die von einer Stromquelle 51 an die Lichtabgabequelle 14 gelieferte Energie einstellt, ein Be­ triebsschaltkreis 18, der die 6-Bit Auflösung für die Syn­ chronisation bzw. einen von der Photozelle 50 wahrgenommenen Inkrementimpuls in Positionsausgabedaten umwandelt, ein Ser­ voverstärker 30, eine Zentraleinheit CPU 31, die anhand der vom Betriebsschaltkreis 18 ausgegebenen Ausgangspositionsda­ ten sowie von einer externen Vorrichtung, beispielsweise ei­ ner Verarbeitungssteuerung und dergleichen gelieferte Be­ fehlspositionsdaten eine Rückkopplungssteuerung vornimmt, sowie ein Verstärkerschaltkreis 32, der einen Regelbefehl von der CPU 31 verstärkt und dem Motor 9 Strom zuführt.

Fig. 11 zeigt eine Vielzahl synchronisierter Signale inner­ halb des Absolutkodierers. Dabei steht b1 für das Bit der höchsten Wertigkeit einer Auflösung beim Synchronisieren, welches pro Umdrehung des Absolutkodierers mit 2 gezählt wird. b2 steht für ein zweites Bit der Auflösung beim Syn­ chronisieren, welches pro Umdrehung des Absolutkodierers mit 4 gezählt wird, während b6 das Bit der niedrigsten Wertigkeit der Auflösung darstellt, welches pro Umdrehung des Absolutko­ dierers mit 64 gezählt wird. Was das Signal b6 betrifft, ist in einem vergrößerten Teil der Figur mit A und B jeweils die Flanke des niederwertigsten Bit dargestellt, während i ein Inkrementimpuls ist, der bei der größten Auflösung pro Umdre­ hung des Absolutkodierers gezählt wird.

In Fig. 12 ist der Signalverlauf des Bits mit der niedrigsten Wertigkeit einer Auflösung in der Photozelle 50 für die Umdrehung des Absolutkodierers mit geringer Geschwindigkeit mit 40 bezeichnet, während 41 den Signalverlauf für eine Um­ drehung des Absolutkodierers mit hoher Geschwindigkeit wie­ dergibt. d ist der Fehlerbetrag in der Flankendurchlaufzeit des niederwertigsten Bits während der Hochgeschwindigkeits­ umdrehung des Absolutkodierers.

Für die vorstehend beschriebene Anlage zur absoluten Fest­ stellung der Position mit Hilfe eines Maschinenkodierers sei angenommen, daß der Motor 9 anfangs stillsteht. Zunächst be­ ginnen dann gleichzeitig mit der Stromversorgung 51 des Abso­ lutkodierers 8 die Lichtabgabequelle 14 und der Sensor 17 zu arbeiten.

Der Sensor 17 nimmt durch den Schlitz 12 mit der 6-Bit Auflö­ sung fallendes Licht wahr und erkennt anhand dessen die ge­ nannten 6-Bit Daten. Allerdings kann der Sensor die vom Schlitz 13 ausgehende Impulsänderung des Inkrementimpulses nicht erfassen. Bei Empfang der 6-Bit Daten setzt der Be­ triebsschaltkreis 18 die Ausgabepositionsdaten mit 6-Bit Auf­ lösung.

Wenn unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 13 und die in Fig. 11 gegebene Bit-Impulsübersicht in einem Schritt 101 eine Position an einem Punkt D festgestellt wird, können die 6-Bit Daten im Bereich von b1 bis b6 erfaßt werden. Da vom Betriebsschaltkreis 18 nur willkürliche Positionen im Be­ reich von einem Punkt A bis zu einem Punkt C erkannt werden können, wird ein zentraler Punkt E zwischen den Punkten A und C als Ausgabepositionsdaten im Schritt 102 erzeugt. Die Aus­ gabepositionsdaten entsprechen dem synchronisierten Wert des absoluten Positionserfassungssystems. Zu diesem Zeitpunkt gehört nämlich zu den Ausgabepositionsdaten ein Impulsfehler zwischen dem Punkt D und dem Punkt E.

Wenn sich der Motor 9 in Vorwärtsrichtung dreht und der Abso­ lutkodierer den Punkt B erreicht, addiert der Betriebsschalt­ kreis 18 die Zählung der Inkrementimpulse i zu den Positions­ daten des Punktes E und setzt den resultierenden Wert als die Ausgabepositionsdaten fest (Schritte 103 bis 105). Deshalb kann man sagen, daß die 6-Bit Auflösungsposition, einschließ­ lich des Fehlers zwischen den Punkten D und E im gegenwärti­ gen Zeitpunkt ausgegeben wird.

Wenn der Absolutkodierer den Punkt B durchläuft, wird vom Be­ triebsschaltkreis 18 wiederum ein der Flankenposition gleich­ wertiger Wert als Ausgabepositionsdaten gesetzt (Schritte 104, 109). Ab diesem Zeitpunkt werden die Ausgabepositionsda­ ten zu Daten, die das höherwertigste Auflösungsniveau haben. Der Fehler zwischen den Punkten D und E ist nämlich aufgeho­ ben. Im Anschluß daran werden in den Schritten 110 bis 111 durch Addieren der Zählungen der Inkrementimpulse i bis zu den Positionsdaten im Punkt B die Ausgabepositionsdaten aktualisiert und ausgegeben.

Nachfolgend wird eine Erläuterung für den Fall abgegeben, daß sich der Motor 9 in Rückwärtsrichtung dreht. Die Schritte 101 und 102 werden ähnlich wie bei Vorwärtsumdrehung durchge­ führt. Der Betriebsschaltkreis 18 subtrahiert die Zählung der Inkrementimpulse i von den Positionsdaten des Punktes E und stellt den erhaltenen Wert als die Ausgabepositionsdaten ein (Schritte 106 bis 108).

Wenn der Absolutkodierer den Punkt A durchläuft, wird vom Be­ triebsschaltkreis 18 wiederum ein Wert als Ausgabepositions­ daten gesetzt, der mit der Flankenposition gleichwertig ist (Schritte 107, 109). Im Anschluß daran werden entsprechend den Schritten 112 bis 113 durch Subtraktion der Anzahl Zäh­ lungen der Inkrementimpulse i von den Positionsdaten des Punktes E die Ausgabedaten auf den neuesten Stand gebracht und ausgegeben.

Der Servoverstärker 30 nimmt die Positionsdaten als Rückkopp­ lungswert des Absolutkodierers 8 auf. Die CPU 31 errechnet die Differenz zwischen dem Rückführungswert und den Befehls­ positionsdaten und erzeugt einen Steuerbefehl, der den Rück­ führungswert so regelt, daß er den Befehlspositionsdaten folgt. Außerdem wandelt der Verstärkerschaltkreis 32 die Befehlspositionsdaten in verstärkte Antriebsleistung für den Motor 9 um.

Wegen des oben beschriebenen Aufbaus des herkömmlichen Abso­ lutkodierers wird die momentane Position bei maximaler Auflö­ sung nach dem Anstieg der Stromversorgung des Absolutkodie­ rers an der ersten Flanke des niederwertigsten Bits der Auf­ lösung in einem Synchronisiervorgang neu eingestellt. Das be­ deutet, daß die Genauigkeit der so eingestellten momentanen Position einen unmittelbaren Einfluß auf die Genauigkeit der folgenden absoluten Positionsdaten hat. In einem mit diesem Absolutkodierer arbeitenden Antriebssystem beginnt die Strom­ zufuhr, wenn der Motor mit hoher Geschwindigkeit umläuft. Da­ bei handelt es sich beispielsweise um ein System, bei dem der Motor ein fallendes Objekt antreibt. In einem solchen System ist der Verlauf des Signalpegels von b6 im Sensor 17 des Ab­ solutkodierers ursprünglich stumpf, wie Fig. 12 zeigt, das heißt er entspricht dem Signalverlauf 40, der bei langsamer Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers erhalten wird. Wenn in der Flankendurchlaufzeit die Geschwindigkeit zunimmt, wird die Flanke um den Zeitfehler d verzögert erfaßt, wie das durch den Signalverlauf 41 angedeutet ist, der bei Hochge­ schwindigkeitsumdrehung des Absolutkodierers erhalten wird. Mit anderen Worten, die Anzahl di der Impulse, die während des Zeitfehlers d erfolgten, wird als absoluter Positionsfeh­ ler akkumuliert. Darüber hinaus wird bei einer Zunahme der Geschwindigkeit in der Flankendurchlaufzeit der Fehler der absoluten Position dadurch erhöht, daß sich der Signalverlauf 41 gegenüber dem ursprünglichen Signalverlauf verzögert. Aus diesem Grund gibt es bei dem herkömmlichen Absolutkodierer folgende Schwierigkeiten: wenn der Motor 9 mit hoher Ge­ schwindigkeit umläuft, wenn die Stromzufuhr zum Absolutkodie­ rer steigt, erfolgt in der absoluten Position eine Positions­ verschiebung. Ferner ist der Fehlerbetrag umso größer, je höher die Geschwindigkeit wird.

Mit der Erfindung soll unter Umgehung der bekannten Probleme ein Absolutkodierer und ein Verfahren zum Generieren der momentanen Position des Absolutkodierers geschaffen werden, mit denen die Positionsverlagerung der absoluten Position, die bei der Beschleunigung des Absolutkodierers auftritt, vermieden oder korrigiert werden kann, während eine Dreh­ vorrichtung, beispielsweise ein Motor oder dergleichen, mit hoher Geschwindigkeit umläuft.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird insbesondere eine interne Schaltung eines Absolutkodierers zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers benutzt, und wenn diese Drehgeschwindigkeit unter einen gege­ benen Wert abfällt, wird an der Flanke des niederwertigsten Bits der Auflösung ein gegebener Wert für die Synchronisie­ rung gesetzt. Aufgrund dessen ist es allein durch Addieren eines simplen Algorithmus möglich, ein Erfassungssystem für die absolute Position in höchster Genauigkeit aufzubauen, ohne daß irgendeine Positionsverlagerung stattfindet, selbst wenn die Stromversorgung des Absolutkodierers bei hoher Dreh­ geschwindigkeit in Gang gesetzt wird.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein interner Schaltkreis in einem Absolutkodierer benutzt, um die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers zu erfassen und jedes Mal an der Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits beim Synchronisieren einen gegebenen Wert einzustellen, bis die Drehgeschwindigkeit einen gegebenen Wert unterschreitet. Aufgrund dessen wird die Positionsverlagerung mit abnehmender Drehgeschwindigkeit um Stufen verringert, und selbst wenn die Stromzufuhr des Absolutkodierers bei hoher Umdrehungsge­ schwindigkeit in Gang gesetzt wird, kann eine plötzliche Änderung des Positionsänderungsbetrags vermieden und damit die Positionsverlagerung korrigiert werden.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel wird nach Empfang eines Signals von einem Servoverstärker ein interner Schalt­ kreis eines Absolutkodierers benutzt, um an der Flanke des niederwertigsten Bits der Auflösung beim Synchronisieren einen gegebenen Wert einzustellen. Das ermöglicht es dem Ser­ voverstärker, die Positionsverlagerung in einem willkürlichen Zeitpunkt zu korrigieren. Außerdem bietet das ein Verfahren, welches einen weiten Anwendungsbereich hat.

Im Fall eines vierten Ausführungsbeispiels kann durch Ver­ stärken der Lichtmenge einer Photozelle ausschließlich wäh­ rend eines Blocks, der vom Beginn der Stromzufuhr zu einem Absolutkodierer bis zur Flanke des niederwertigsten Auflö­ sungsbits bei einer ersten Synchronisierung reicht, der Flanke des Auflösungsbits der niedrigsten Wertigkeit beim Synchronisieren die Form einer Rechteckwelle gegeben werden.

Aufgrunddessen kann beim Einstellen eines gegebenen Werts, wenn der Absolutkodierer die Flanke durchläuft, überhaupt keine Positionsverschiebung stattfinden, und der gegebene Wert kann mit der größtmöglichen Genauigkeit entsprechend der maximalen Auflösungsfähigkeit in einem äußerst zuverlässigen Verfahren eingestellt werden.

Bei einem fünften Ausführungsbeispiel kann durch Verstärken der Lichtmenge einer Photozelle allein dann, wenn die Drehge­ schwindigkeit des Absolutkodierers einem gegebenen Wert gleicht oder größer ist als dieser Wert zwischen dem Auslösen der Stromzufuhr zum Absolutkodierer und der Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits der ersten Synchronisation der Kante des Auflösungsbits mit der niedrigsten Wertigkeit bei der Synchronisation ein Verlauf gegeben werden, der einer Rechteckwelle näher liegt. Hierdurch wird die Notwendigkeit zum Verstärken der Lichtmenge reduziert, so daß im Vergleich zum vierten Ausführungsbeispiel eine Energieeinsparung mög­ lich ist.

Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel kann beim Einstellen eines gegebenen Werts an der Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits beim Synchronisieren durch Benutzung eines in­ neren Schaltkreises in einem Absolutkodierer ein Korrekturbe­ trag entsprechend der momentanen Drehgeschwindigkeit des Ab­ solutkodierers innerhalb des Absolutkodierers addiert werden, so daß das Ausmaß der Positionsverschiebung rasch korrigiert werden kann.

Bei einem siebten Ausführungsbeispiel ist beim Einstellen ei­ nes gegebenen Werts an der Flanke des niederwertigsten Auf­ lösungsbits bei der Synchronisation in einem Absolutkodierer der der momentanen Drehgeschwindigkeit entsprechende Korrek­ turbetrag an eine externe Steuervorrichtung ausgegeben, und die Positionsverlagerung wird von dieser externen Steuervor­ richtung willkürlich korrigiert. Das macht es möglich, eine Korrekturmethode für die Positionsverlagerung zu verwirkli­ chen, die eine Vielfalt von Korrekturvorgängen beinhaltet.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1A eine Impulsübersicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung;

Fig. 1B ein Ablaufdiagramm für das Generieren einer momentanen Position mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 1C ein Anordnungsschema eines Absolutwerterfassungs­ systems bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2A eine Impulsübersicht eines zweiten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung;

Fig. 2B ein Ablaufdiagramm für das Generieren einer momentanen Position mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2C ein Anordnungsschema eines Absolutwerterfassungs­ systems bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ein Anordnungsschema eines Absolutwerterfassungs­ systems bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4A eine Impulsübersicht für das dritte Ausführungsbei­ spiel der Erfindung;

Fig. 4B ein Ablaufdiagramm für das Generieren einer momentanen Position mit dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 ein Anordnungsschema eines Absolutwerterfassungs­ systems bei einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 ein Anordnungsschema eines Absolutwerterfassungs­ systems bei einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 eine Operationsdarstellung eines Betriebsschaltkreises in einem Moment, in dem ein gegebener Wert an der Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits bei der Synchronisation in einem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung gesetzt wird;

Fig. 8 eine Operationsdarstellung eines Betriebsschaltkreises in einem Moment, in dem ein gegebener Wert an der Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits bei der Synchronisation in einem siebten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung gesetzt wird;

Fig. 9 ein Anordnungsschema eines Absolutwerterfassungs­ systems bei einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 ein Anordnungsschema eines herkömmlichen Erfassungssystems für die absolute Position;

Fig. 11 eine Impulsübersicht von mit einer herkömmlichen Photozelle erfaßten Bits;

Fig. 12 eine graphische Darstellung des mit der herkömmli­ chen Photozelle erfaßten Bitsignals der niedrigsten Wertigkeit der Auflösung bei der Synchronisation;

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm eines herkömmlichen Absolutkodierers.

Ausführungsbeispiel 1

Anhand der Fig. 1A, 1B und 1C wird ein erstes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung beschrieben. Fig. 1A zeigt eine Impuls­ übersicht für ein Verfahren gemäß der Erfindung, aus der ver­ schiedene zueinander in Beziehung stehende Signale hervorge­ hen. In Fig. 1B wird anhand eines Ablaufdiagramms eine Folge von Arbeitsgängen beim Generieren einer momentanen Position erläutert. In Fig. 1C sind in einer Systemübersicht des er­ sten Ausführungsbeispiels die gleichen oder entsprechende Teile wie bei dem in Fig. 10 dargestellten herkömmlichen Sy­ stem mit den gleichen Bezeichnungen versehen, und die Be­ schreibung wird nicht noch einmal wiederholt.

In Fig. 1A ist eine Kurve 1 zu sehen, die ein Verhältnis zwi­ schen einer vom Absolutkodierer erfaßten Drehgeschwindigkeit und der Zeit wiedergibt. Ein in der Kurve 1 gezeigter Punkt 2 bezeichnet die maximal einstellbare Grenzgeschwindigkeit, bei der keine Positionsverlagerung bewirkt wird, wenn an der Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits beim Synchroni­ sieren ein gegebener Wert eingestellt wird. Ferner ist ein Block 3 bezeichnet, in dem kein Wert an der Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits bei der Synchronisation gesetzt wird, während in einem Block 4 ein Wert an der Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits bei der Synchronisation gesetzt wird. b6 gibt das Auflösungsbit mit der niedrigsten Wertigkeit bei der Synchronisation wieder. Mit A1, B1, C1, F1 bzw. G1 sind die Flanken des niederwertigsten Bits b6 be­ zeichnet, während i eine Reihe von Inkrementimpulsen bezeich­ net.

In Fig. 1C ist ein Betriebsschaltkreis 18A gezeigt, dessen Aufgabe es ist, eine Drehgeschwindigkeit anhand eines Inkre­ mentimpulses zu erfassen, der in der Photozelle 50 wahrgenom­ men wird, und der außerdem die 6-Bit Auflösung bei der Syn­ chronisierung sowie den Inkrementimpuls in Ausgabedaten um­ wandelt. Der Betriebsschaltkreis 18A überwacht ständig die Drehgeschwindigkeit und solange diese die einstellbare Grenz­ geschwindigkeit 2 nicht überschreitet, wenn das niederwertig­ ste Bit die Flanke passiert, stellt der Betriebsschaltkreis 18A erneut den der Flankenposition gleichwertigen Wert als Ausgabepositionsdaten ein. Der Servoverstärker 30 arbeitet in der gleichen Weise wie für den Stand der Technik beschrieben in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Betriebsschaltkreises 18A.

In Fig. 1B wird im Schritt 101 bei einem Anstieg der Strom­ versorgung 51, wenn sich der Absolutkodierer in einem Punkt D1 befindet, die Position eines Punktes E1 als Ausgabepositi­ onsdaten vom Betriebsschaltkreis 18A gesetzt (Schritt 102).

Bei einer Umdrehung des Motors 9 in Vorwärtsrichtung wird im Operationsschaltkreis 18A, wenn der Absolutkodierer den Punkt B1 erreicht, die Zählung der Inkrementimpulse 1 zu den Posi­ tionsdaten im Punkt E1 addiert und somit der resultierende Wert als Ausgabepositionsdaten gesetzt (Schritte 103 bis 105).

Wenn der Absolutkodierer den Punkt B1 erreicht, prüft der Operationsschaltkreis 18A im Schritt 104 die Drehgeschwindig­ keit des Absolutkodierers (Schritt 114) und stellt die Ausga­ bedaten an der Flankenposition nicht zurück, da die über­ prüfte Drehgeschwindigkeit größer ist als die einstellbare Grenzgeschwindigkeit 2 (b6 flankenunsetzbarer Block 3). Außerdem verbleiben die Ausgabepositionsdaten in einem Zu­ stand, in dem die Zählung der Inkrementimpulse i den Positi­ onsdaten im Punkt E1 hinzugefügt wird, und das Resultat wird ausgegeben (Schritt 105).

Selbst wenn der Absolutkodierer den Punkt C1 erreicht, wer­ den, ähnlich wie oben beschrieben, die Ausgabepositionsdaten an der Flankenposition nicht zurückgestellt (b6 flankenun­ setzbarer Block 3) (Schritte 103, 104, 114, 105).

Wenn anschließend die Drehgeschwindigkeit die einstellbare Grenzgeschwindigkeit 2 unterschreitet und der Absolutkodierer den Punkt F1 erreicht, wird ein der Flankenposition gleich­ wertiger gegebener Wert als Ausgabepositionsdaten neu einge­ stellt (b6 flankensetzbarer Block 4) (Schritt 109). Von da ab werden die Ausgabepositionsdaten die Daten des maximalen Auf­ lösungsniveaus. Außerdem werden danach die Ausgabepositions­ daten aktualisiert und ausgegeben, indem die Zählung der In­ krementimpulse i den Positionsdaten im Punkt F1 hinzugefügt wird (Schritte 110, 111).

Selbst wenn der Absolutkodierer den Punkt G1 und ähnliche durchläuft, werden die Ausgabepositionsdaten an der Flanken­ position nicht zurückgesetzt.

Wenn bei veranlaßtem Anstieg der Stromzufuhr die Drehge­ schwindigkeit bereits die einstellbare Grenzgeschwindigkeit 2 unterschritten hat, geschieht unter Hinweis auf das Ablauf­ diagramm gemäß Fig. 1B folgendes: im Schritt 101 wird eine Zunahme der Stromzufuhr im Punkt D1 verursacht, um den Punkt E1 als Ausgabepositionsdaten zu erzeugen (Schritt 102). Dann erreicht der Absolutkodierer durch Umdrehen in Vorwärtsrich­ tung den Punkt B1 und durchläuft die Schritte 104 und 114, um die Ausgabepositionsdaten im Schritt 109 neu einzustellen.

Ausführungsbeispiel 2

Unter Hinweis auf die Fig. 2A, 2B und 2C soll ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. In Fig. 2A ist ein Impulsüberblick für ein Verfahren gemäß dem zwei­ ten Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen. Fig. 2B zeigt anhand eines Ablaufdiagramms die Reihenfolge, in der eine mo­ mentane Position generiert wird. In den Fig. 2A, 2B und 2C sind dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A, 1B und 1C gleichwertige Teile mit den gleichen Bezeichnungen versehen ohne noch einmal beschrieben zu werden. Der gezeigte Be­ triebsschaltkreis 18B überwacht ständig die Drehgeschwindig­ keit des Absolutkodierers und stellt für den Fall, daß die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers beim Durchlauf durch die Flanke des niederwertigsten Bits die einstellbare Grenz­ geschwindigkeit nicht überschreitet, einen gegebenen Wert als Ausgabepositionsdaten neu ein, der der Flankenposition ent­ spricht.

Gemäß Fig. 2B und 2C wird im Schritt 101 bei einem Anstieg der Stromversorgung 51, wenn sich der Absolutkodierer im Punkt D1 befindet, die Position eines Punktes E1 als Ausgabe­ positionsdaten im Betriebsschaltkreis 18B gesetzt (Schritt 102).

Während der Motor 9 in Vorwärtsrichtung umläuft, und wenn der Absolutkodierer einen Punkt B1 erreicht, werden im Betriebs­ schaltkreis 18B die Zählungen der Inkrementimpulse i zu den Positionsdaten des Punkte E addiert, um den resultierenden Wert als Ausgabepositionsdaten zu setzen (Schritte 103 bis 105).

Wenn der Absolutkodierer den Punkt B1 erreicht, wird im Schritt 104 vom Betriebsschaltkreis 18B die Drehgeschwindig­ keit des Absolutkodierers überprüft (Schritt 116) und da die Drehgeschwindigkeit die einstellbare Grenzgeschwindigkeit übersteigt, wird im Betriebsschaltkreis 18B ein gegebener Wert als Ausgabepositionsdaten neu eingestellt, der der Flan­ kenposition entspricht (b6 flankensetzbarer Block 4) (Schritt 117). Hier liegen die Positionsdaten in einem maximalen Auf­ lösungsniveau vor, obwohl sie einen Fehler hinsichtlich des Durchlaufs durch die Flanke bei hoher Geschwindigkeit enthal­ ten. Ab diesem Zeitpunkt werden die Ausgabepositionsdaten durch Addition der Zählung der Inkrementimpulse i (Schritt 105) zu den Positionsdaten eines Punktes F1 aktualisiert und ausgegeben.

Wenn der Absolutkodierer einen Punkt C1 erreicht, wird im Be­ triebsschaltkreis 18B ein gegebener Wert, der der Flankenpo­ sition gleichwertig ist, als Ausgabepositionsdaten neu einge­ stellt, ähnlich wie für den Punkt B1, da die Drehgeschwindig­ keit immer noch größer ist als die einstellbare Grenzge­ schwindigkeit 2 (b5 flankensetzbarer Block 4) (Schritt 117). Außerdem schließen bei diesem Punkt C1 die Positionsdaten einen Fehler hinsichtlich des Durchlaufs durch die Flanke bei hoher Geschwindigkeit ein. Allerdings ist der Fehler im Punkt C1 geringer als der Fehler im Punkt B1, da die Geschwindig­ keit im Punkt C1 geringer ist als die Geschwindigkeit im Punkt B1. Ab diesem Zeitpunkt werden die Ausgabepositionsda­ ten aktualisiert und ausgegeben, indem die Zählungen der Inkrementimpulse i (Schritt 105) zu den Positionsdaten im Punkt C1 addiert werden.

Wenn danach die Drehgeschwindigkeit unter die einstellbare Grenzgeschwindigkeit 2 sinkt und der Absolutkodierer den Punkt F1 erreicht, werden im Betriebsschaltkreis die Ausgabe­ positionsdaten (Schritt 120) neu eingestellt, damit sie einem gegebenen Flankenpositionswert entsprechen, ähnlich wie für den Punkt C1. Ab diesem Zeitpunkt werden die Ausgabepositi­ onsdaten durch Addition der Zählung der Inkrementimpulse i zu den Positionsdaten des Punktes F1 aktualisiert und ausgegeben (b6 flankenunsetzbarer Block 3) (Schritte 110, 111).

Danach erfolgt niemals ein Neueinstellen der Ausgabepositi­ onsdaten an der Flankenposition, auch dann nicht, wenn der Absolutkodierer einen Punkt G1 und ähnliche durchläuft.

Wenn bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Drehgeschwindig­ keit bei jeglichem Durchlauf der Flanke verringert wird, wird auch der Fehler immer kleiner.

Unter erneutem Hinweis auf das Ablaufdiagramm in Fig. 2B soll der Umstand erläutert werden, daß die Drehgeschwindigkeit be­ reits die einstellbare Grenzgeschwindigkeit 2 unterschritten hat, wenn die Stromzufuhr verstärkt wird. Im Schritt 101 wird die Stromzufuhr zu einer Zunahme in einem Punkt D1 veranlaßt, um einen Punkt E1 als Ausgabepositionsdaten zu generieren (Schritt 102). Dann erreicht der Absolutkodierer den Punkt B1, wenn er sich in Vorwärtsrichtung dreht und durchläuft an­ schließend die Schritte 104 und 116, um die Ausgabepositions­ daten im Schritt 120 neu einzustellen.

Ausführungsbeispiel 3

Unter Hinweis auf die Fig. 3, 4A und 4B soll ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Fig. 3 ist ein Schema einer Gesamtanlage einer absoluten Positions­ erfassungseinrichtung mit einem Absolutkodierer. In Fig. 3 sind die gleichen oder gleichwertige Teile wie beim herkömm­ lichen System gemäß Fig. 10 mit den gleichen Bezeichnungen versehen ohne noch einmal beschrieben zu werden. In Fig. 4A ist ein Impulsüberblick für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem wiederum für gleiche oder gleichwertige Teile wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A die gleichen Bezeichnungen gewählt sind, ohne daß die Beschreibung wiederholt wird. Fig. 4B ist ein Ablaufdiagramm und zeigt die Reihenfolge beim Generieren einer momentanen Position. In Fig. 3 ist ein Drehgeschwindigkeitsdetektor­ schaltkreis 33 gezeigt, der die Ausgabepositionsdaten vom Ab­ solutkodierer 8 empfängt, um anhand derselben die Drehge­ schwindigkeit festzustellen. Eine Zentraleinheit CPU 31C ei­ nes Servoverstärkers 30C ist mit einer Monitoreinheit zum Überwachen der Drehgeschwindigkeitserfassungseinheit verse­ hen, um nur dann rechtzeitig ein Signal an den Absolutkodie­ rer 8 zu übermitteln, wenn die festgestellte Drehgeschwindig­ keit unter der einstellbaren Grenzgeschwindigkeit 2 liegt. Nach Empfang eines Signals vom Servoverstärker 30C wird in einem Betriebsschaltkreis 18C ein Wert entsprechend der Flan­ kenposition als Ausgabepositionswert neu eingestellt, wenn der Absolutkodierer die erste Flanke des niederwertigsten Auflösungsbits beim Synchronisieren durchläuft.

Wie aus Fig. 4B hervorgeht, wird im Schritt 101, wenn die Stromzufuhr 51 verstärkt wird, während sich der Absolutkodie­ rer 8 im Punkt D1 befindet, die Position des Punktes E1 als Ausgabepositionsdaten in dem Betriebsschaltkreis 18 gesetzt (Schritt 102).

Während der Motor 9 in Vorwärtsrichtung umläuft und wenn der Absolutkodierer 8 den Punkt B1 erreicht, werden vom Betriebs­ schaltkreis 18C die Zählungen der Inkrementimpulse i zu den Positionsdaten des Punktes E1 addiert und der resultierende Wert als Ausgabepositionsdaten gesetzt (Schritt 105).

Wenn der Absolutkodierer 8 den Punkt B1 erreicht, überträgt der Servoverstärker 30C keinerlei Signal, weil die Drehge­ schwindigkeit größer ist als die einstellbare Grenzgeschwin­ digkeit 2 (b6 flankenunsetzbarer Block 3). Da der Betriebs­ schaltkreis 18C keinerlei Signal empfangen hat, bleiben auch die Ausgabepositionsdaten im gleichen Zustand, bei dem die Zählung der Inkrementimpulse i zu den Positionsdaten des Punktes E1 addiert wird, und der resultierende Wert wird aus­ gegeben (Durchlauf der Schritte 103, 121, 105).

Auch wenn der Absolutkodierer 8 den Punkt C1 erreicht, er­ folgt in ähnlicher Weise keine Neueinstellung der Ausgabepo­ sitionsdaten an der Flankenposition (b6 flankenunsetzbarer Block 3).

Wenn danach die Drehgeschwindigkeit die einstellbare Grenzge­ schwindigkeit 2 unterschreitet und der Absolutkodierer einen Punkt T erreicht, übermittelt der Servoverstärker 30C ein Si­ gnal an den Absolutkodierer 8 und infolgedessen wartet dieser auf die Flanke des nächsten niederwertigsten Bits (b6 flan­ kensetzbarer Block 4) (Schritt 104).

Wenn der Absolutkodierer den Punkt F1 erreicht, wird im Be­ triebsschaltkreis 18C ein gegebener Wert, der der Flankenpo­ sition entspricht, als Ausgabepositionsdaten neu eingestellt (Schritt 109). Von diesem Zeitpunkt an werden die Ausgabepo­ sitionsdaten die Daten des maximalen Auflösungsniveaus. Von da ab werden die Ausgabepositionsdaten durch Addition der Zählungen der Inkrementimpulse i zu den Positionsdaten des Punktes F1 aktualisiert und ausgegeben (b6 flankenunsetzbarer Block 3) (Schritte 110, 111).

Wenn anschließend der Absolutkodierer Punkte, wie den Punkt G1 und dergleichen passiert, wird keinerlei Neueinstellung der Ausgabepositionsdaten an der Flankenposition mehr vorge­ nommen.

Unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 4B soll auch der Fall erläutert werden, daß die Drehgeschwindigkeit be­ reits unter die einstellbare Grenzgeschwindigkeit 2 abgesun­ ken ist, wenn eine Zunahme der Stromzufuhr veranlaßt wird. Im Schritt 101 wird die Stromzufuhr im Punkt D1 verstärkt, um den Punkt E1 als Ausgabepositionsdaten zu generieren (Schritt 102). Dann erreicht der Absolutkodierer durch Umdrehung in Vorwärtsrichtung den Punkt B1 und durchläuft anschließend die Schritte 103, 121 und 104, um die Ausgabepositionsdaten im Schritt 120 neu einzustellen.

Ausführungsbeispiel 4

Als nächstes soll ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung unter Hinweis auf Fig. 5 und 12 erläutert werden. In Fig. 5 ist ein gesamtes Erfassungssystem für die absolute Position dargestellt, welches mit einem Absolutkodierer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet. In Fig. 5 sind ähnliche oder gleichwertige Teile wie im herkömm­ lichen System mit den gleichen Bezeichnungen versehen und werden nicht noch einmal beschrieben. Insbesondere kann es sich bei dem Betriebsschaltkreis um einen beliebigen herkömm­ lichen Schaltkreis 18 oder die verbesserten Schaltkreise 18A- 18C der vorhergehenden Ausführungsbeispiele handeln. In Fig. 5 ist ein Lichtintensitätswähler 15 ebenso vorgesehen wie ein üblicher Widerstand 16a und ein Lichtintensitätsverstärkerwi­ derstand 16b sowie ein Flankendetektor 19 für ein willkürli­ ches Bit, der die Flanke eines der 6-Bit Auflösungssignale für das Synchronisieren erfaßt und ein Schaltsignal an den Lichtintensitätswähler 15 weitergibt.

Dreht sich der Motor 9 mit hohen Geschwindigkeiten, so ist der Signalverlauf des niederwertigsten Bits der Auflösung in der Photozelle 50 stumpf, wie der Signalverlauf 41 für die Hochgeschwindigkeitsumdrehung gemäß Fig. 12. Wird aber die von der Lichtabgabequelle 14 abgestrahlte Lichtmenge erhöht, wird der Signalverlauf zu einer Anpassung an die Kurve 40 für die Umdrehung mit niedriger Geschwindigkeit angenähert. Unter Berücksichtigung dieser Umstände soll das vierte Ausführungs­ beispiel in größerer Einzelheit beschrieben werden.

Mit dem Lichtintensitätswähler 15 wird zunächst der Lichtin­ tensitätsverstärkerwiderstand 16b gewählt. Wenn die Stromver­ sorgung des mit dem Absolutkodierer versehenen Erfassungssy­ stems in Gang gesetzt wird, wird zu Anfang die Lichtmenge der Lichtabgabequelle 14 auf einen höheren Wert als die Standard­ lichtgröße gesetzt, und dieser Zustand bleibt erhalten, bis die Flanke des Bits mit dem niedrigsten Wert der Auflösung für die Synchronisation vom Flankendetektor 19 erfaßt wird.

Wenn der Flankendetektor 19 die Kante wahrnimmt und einen Wert setzt, ist der Signalverlauf des genannten niederwertig­ sten Bits in der Photozelle 50 der Kurve 40 für die Umdrehung mit niedriger Geschwindigkeit gemäß Fig. 12 angenähert, weil die Lichtmenge, die von der Lichtabgabequelle 14 abgestrahlt wird, groß ist.

Bei der Wahrnehmung der Flanke durch den Flankendetektor 19 wird ein Schaltsignal an den Lichtintensitätswähler 15 zum Übergang auf den Standardwiderstand 16a übermittelt, wodurch die von der Lichtabgabequelle 14 gelieferte Lichtmenge in den Normalzustand ähnlich wie bei einem herkömmlichen System übergeht. Wenn dabei der Absolutkodierer die Flanke des niederwertigsten Bits bei schneller Umdrehung durchläuft, ist es trotzdem möglich, das gleiche Ergebnis zu erhalten, als ob der Absolutkodierer bei einer Umdrehung mit geringer Ge­ schwindigkeit vorbeiliefe.

Ausführungsbeispiel 5

Es soll ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Hinweis auf die Fig. 6 und 12 beschrieben werden. Fig. 6 ist eine Gesamtansicht eines Erfassungssystem mit einem Absolut­ kodierer gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung und Teile, die denen des vierten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 ähneln oder gleichwertig sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, ohne daß ihre Beschreibung wiederholt wird. In Fig. 6 ist ein Geschwindigkeitsdetektorteil 20 zu sehen, der die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers an­ hand der Inkrementimpulse feststellt und ein Signal abgibt, wenn die erfaßte Drehgeschwindigkeit eine gegebene Drehge­ schwindigkeit überschreitet. Außerdem ist eine UND-Schaltung 21 vorgesehen, die das UND der Signale des Flankendetektors 19 und des Geschwindigkeitsdetektors 20 an den Lichtintensi­ tätswähler 15 übermittelt.

Wenn während der Umdrehung des Absolutkodierers mit höherer als gegebener Drehgeschwindigkeit die Stromversorgung des Er­ fassungssystems für die absolute Stellung in Gang gesetzt wird, empfängt die UND-Schaltung 21 vom Geschwindigkeitsde­ tektor 20 ein Signal, welches anzeigt, daß die Drehgeschwin­ digkeit des Absolutkodierers größer ist als die gegebene Drehgeschwindigkeit, und ein Signal, welches anzeigt, daß der Flankendetektor 19 die fragliche Flanke nicht erfaßt hat, und gibt entsprechend ein Signal an den Lichtintensitätswähler 15 ab, damit der Lichtintensitätsverstärkerwiderstand 16b ange­ steuert wird. Daraufhin wird die Lichtintensität der Lichtab­ gabequelle 14 auf einen höheren als den Standardwert gesetzt, und dieser Zustand bleibt erhalten, bis der Flankendetektor 19 die Flanke des niederwertigsten Bits der Auflösung für die Synchronisation feststellt oder bis die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers die gegebene Drehgeschwindigkeit unter­ schreitet und der Geschwindigkeitsdetektor 20 dies fest­ stellt.

Wenn der Flankendetektor 19 die Flanke wahrnimmt und einen gegebenen Wert setzt, wird ein Signalverlauf für das nieder­ wertigste Bit der Photozelle ähnlich dem Signalverlauf 40 gemäß Fig. 12 erhalten, der für die Umdrehung mit niedriger Geschwindigkeit gilt.

Wenn der Flankendetektor 19 die Flanke erfaßt oder die Dreh­ geschwindigkeit die gegebene Drehgeschwindigkeit unterschrei­ tet und dies vom Geschwindigkeitsdetektor 20 festgestellt wird, hebt außerdem die UND-Schaltung 21 das an den Lichtin­ tensitätswähler 15 angelegte Signal auf, damit der Standard­ widerstand 16a angesteuert wird und folglich die Lichtinten­ sität der Lichtabgabequelle 14 in den Normalzustand ähnlich wie beim herkömmlichen System zurückkehrt.

Ausführungsbeispiel 6

Es soll ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Hinweis auf Fig. 7 erläutert werden, in der die Operationen eines Betriebsschaltkreises in demjenigen Moment dargestellt sind, in dem dieser einen gegebenen Wert an der Flanke des niederwertigsten Bits der Auflösung für das Synchronisieren setzt. In Fig. 7 ist ein Betriebsschaltkreis 70 dargestellt, mit dem der Absolutkodierer 8 arbeitet, ferner ein Geschwin­ digkeitsdetektor 5 zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers anhand der Inkrementimpulse, ein Wähler 6, mit dem die Korrekturgröße entsprechend der festgestellten Geschwindigkeit gewählt wird, und ein Umsetzer 7, der eines der 6-Bit Auflösungssignale für das Synchronisieren in einen gegebenen Wert umwandelt, welcher der Flanke des niederwertig­ sten Bits entspricht.

Wenn die Stromzufuhr des Erfassungssystems für die absolute Position in Gang gesetzt wird und der Absolutkodierer die er­ ste Flanke des niederwertigsten Bits der Auflösungssignale durchläuft und sich dabei mit hoher Geschwindigkeit umdreht, verursacht diese Hochgeschwindigkeitsrotation, daß die Daten der absoluten Stellung verlagert werden. Das Ausmaß dieser Stellungsverlagerung wird zuvor abgeschätzt, und die ge­ schätzte Größe der Positionsverschiebung wird außerdem im voraus in einem hier nicht dargestellten Korrekturgrößenaus­ wahlbereich des Korrekturgrößenwählers 6 aufgezeichnet.

Wenn der Absolutkodierer die erste Flanke des niederwertig­ sten Bits der Auflösungssignale durchläuft, wird die Drehge­ schwindigkeit des Absolutkodierers vom Geschwindigkeitsdetek­ tor 5 erfaßt und die Korrekturgröße vom Korrekturgrößenwähler 6.

Zu der auf diese Weise ermittelten Korrekturgröße wird ein Wert addiert, der dem von der Umsetzungseinheit umgewandelten Wert der Flankenposition entspricht, und der resultierende Wert wird dann als Ausgabepositionsdaten eingestellt.

Ausführungsbeispiel 7

Ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Hin­ weis auf Fig. 8 und 9 beschrieben. In Fig. 8 ist die Arbeits­ weise eines Betriebsschaltkreises in demjenigen Moment darge­ stellt, in dem ein gegebener Wert an der Flanke des nieder­ wertigsten Bits der Auflösungssignale für das Synchronisieren gesetzt wird. In Fig. 8 sind diejenigen Teile, die denen der Fig. 7 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht noch einmal beschrieben. Fig. 9 ist eine Ge­ samtansicht des Erfassungssystems, welches mit einem Absolut­ kodierer 8 arbeitet. Auch in Fig. 9 sind die Teile, die denen des bekannten Systems gemäß Fig. 10 ähneln oder entsprechen mit den gleichen Bezugszeichen wie dort versehen und werden nicht noch einmal beschrieben.

Ähnlich wie beim sechsten Ausführungsbeispiel ist die der Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers beim Durchlauf durch die erste Kante des niederwertigsten Bits der Auflösesignale für das Synchronisieren entsprechende Versatzgröße im voraus abgeschätzt worden, und der Schätzwert oder die Korrektur­ größe wurde gleichfalls im voraus in einem hier nicht gezeig­ ten Korrekturgrößenwählbereich des Korrekturgrößenwählers 6 aufgezeichnet.

Wenn der Absolutkodierer die erste Flanke des niederwertig­ sten Bits durchläuft, wird seine Drehgeschwindigkeit vom Ge­ schwindigkeitsdetektor 5 festgestellt und die Korrekturgröße vom Korrekturgrößenwähler 6.

Ähnlich wie die Ausgabepositionsdaten wird auch die Korrek­ turgröße vom Absolutkodierer 8 ausgegeben und in eine Zen­ traleinheit CPU 31′′ eingegeben, die innerhalb eines Servover­ stärkers 30′′ vorgesehen ist.

In der CPU 31′′ wird die Korrekturgröße dem Rückführungswert des Kodierers hinzugefügt, so daß das Ausmaß der Verlagerung oder die Versatzgröße korrigiert werden kann.

Alternativ läßt sich ein ähnlicher Effekt auch dann erzielen, wenn die CPU 31′′ benutzt wird, um bei der Korrekturverarbei­ tung die Korrekturgröße von Befehlspositionsdaten zu subtra­ hieren. Gleichgültig ob die Korrekturgröße addiert oder sub­ trahiert wird, ist es möglich, bei Unterteilung der Korrek­ turgröße in Unterabschnitte, die dann allmählich addiert oder subtrahiert werden, eine plötzliche Änderung der Positionsda­ ten durch die Korrektur der Stellungsverlagerung abzuschwä­ chen.

Die gesamte Offenbarung jeglicher Auslandspatentanmeldung, deren ausländische Priorität in der vorliegenden Anmeldung beansprucht wurde, ist durch diesen Hinweis hier eingeschlos­ sen, als ob sie vollkommen angegeben wäre.

Auch wenn die vorliegende Erfindung anhand mindestens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit einem gewissen Grad an Detailliertheit beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß diese Offenbarung des bevorzugten Ausführungsbeispiels lediglich als Beispiel dienen soll, und daß zahlreiche Ände­ rungen an Einzelheiten und der Anordnung von Bestandteilen vorgenommen werden können, ohne damit den Bereich und Umfang der Erfindung, wie beansprucht, zu verlassen.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen haben die englischen Ausdrücke bei den entsprechenden Bezugszeichen folgende Bedeutungen:

101 Stromzufuhr im Punkt D1
102 Punkt E1 wird als Ausgabepositionsdaten erzeugt
103 Umdrehung in Vorwärtsrichtung?
104 b6 steigend?
105 i zu Ausgabepositionsdaten addieren
106 Umdrehung in Rückwärtsrichtung?
107 b6 fallend?
108 i von Ausgabepositionsdaten subtrahieren
109 Ausgabepositionsdaten neu einstellen
110 Umdrehung in Vorwärtsrichtung?
111 i zu Ausgabepositionsdaten addieren
112 Umdrehung in Rückwärtsrichtung?
113 i von Ausgabepositionsdaten subtrahieren
114 (Drehgeschwindigkeit)<(einstellbare Grenzgeschwindigkeit)?
115 (Drehgeschwindigkeit)<(einstellbare Grenzgeschwindigkeit)?
116 (Drehgeschwindigkeit)<(einstellbare Grenzgeschwindigkeit)?
117 Ausgabepositionsdaten neu einstellen
118 (Drehgeschwindigkeit)<(einstellbare Grenzgeschwindigkeit)?
120 Ausgabepositionsdaten neu einstellen
121 Signal vom Servoverstärker?
122 Signal vom Servoverstärker?
BACKWARD DIRECTION Rückwärtsrichtung
COMMAND POSITION DATA Befehlspositionsdaten
EDGE SETTABLE flankensetzbar
EDGE UNSETTABLE flankenunsetzbar
ENCODER Kodierer
FEEDBACK VALUE Rückkoppelungswert
FORWARD DIRECTION Vorwärtsrichtung
INCREMENT PULSE Imkrementimpuls
NO Nein
ONE ROTATION OF ABSOLUTE ENCODER eine Umdrehung des Absolutkodierers
OPERATION CIRCUIT Betriebsschaltkreis
ORIGINAL WAVE FORM ursprünglicher Signalverlauf
PHOTOSENSOR PART Photozellenteil
POSITION DATA GENERATING PART Positionsdatenerzeugerteil
POWER SUPPLY Stromzufuhr
r/min U/Min
RESET OUTPUT POSITION DATA Ausgabepositionsdaten neu einstellen
RESOLUTION 6BIT IN RESTORING 6-Bit Auflösung beim Synchronisieren
ROTATIONAL SPEED Drehgeschwindigkeit
THRESHOLD VOLTAGE Schwellenspannung
TIME Zeit
YES Ja

Claims (20)

1. Verfahren zum Generieren der laufenden Positionen eines Absolutkodierers nach seiner Aktivierung, bei dem die Posi­ tionen zur Anwendung auf die Umdrehungen des Absolutkodierers nach einer Synchronisation (restoration) der momentanen Posi­ tion mit willkürlicher Auflösung synchronisiert (restored) werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine maximale Drehgeschwindigkeitsgrenze gesetzt wird;
• - die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers erfaßt wird;
• - eine Vielzahl von Signalen einschließlich eines gege­ benen Signals erzeugt wird, um eine synchronisierte momentane Position für das Synchronisieren zu identifizieren;
• - die synchronisierte momentane Position um mindestens einen Inkrementimpuls modifiziert wird, der zu der synchroni­ sierten momentanen Position addiert oder von dieser subtra­ hiert wird, und der erhaltene Wert als resultierende momen­ tane Position ausgegeben wird, welche an einer vorherbestimm­ ten Flanke des gegebenen Signals erzeugt wird,
• - die momentane Position unter den folgenden Umständen auf einen vorherbestimmten Wert entsprechend der vorherbe­ stimmten Flankenposition gesetzt wird:
• - wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers beim Einstellen eines gegebenen Wertes auf die vorherbestimmte Flanke des gegebenen Signals der Geschwindigkeitsgrenze ent­ spricht oder darüber liegt, wird das Setzen des vorherbe­ stimmten Werts unterbunden, und
• - wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers beim Setzen eines gegebenen Wertes auf die vorherbestimmte Flanke des gegebenen Signals geringer ist als die Geschwindigkeits­ grenze, wird der vorherbestimmte Wert gesetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellen nur erfolgt, wenn die Drehgeschwindigkeit die Geschwindigkeitsgrenze unterschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - festgestellt wird, ob es sich bei der Umdrehung um eine Bewegung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung handelt, und
• - anhand dieser Feststellung eine entsprechende stei­ gende oder fallende Flanke des gegebenen Signals erfaßt wird und dementsprechend der Inkrementimpuls zu dem vorherbestimm­ ten Wert addiert oder von diesem subtrahiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gegebene Signal das niederwertigste Bit der Auflösung ist.

5. Verfahren zum Generieren der laufenden Positionen eines Absolutkodierers nach seiner Aktivierung, bei dem die Posi­ tionen zur Anwendung auf die Umdrehungen des Absolutkodierers nach einer Synchronisation (restoration) der momentanen Posi­ tion mit willkürlicher Auflösung synchronisiert (restored) werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine maximale Drehgeschwindigkeitsgrenze gesetzt wird;
• - die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers erfaßt wird;
• - eine Vielzahl von Signalen einschließlich eines gege­ benen Signals erzeugt wird, um eine synchronisierte momentane Position für das Synchronisieren zu identifizieren;
• - wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers un­ ter einem vorherbestimmten Wert liegt, wird die synchroni­ sierte momentane Position um mindestens einen Inkrementimpuls modifiziert, welcher zu der synchronisierten momentanen Posi­ tion addiert oder von dieser subtrahiert wird, und der resul­ tierende Wert wird als eine resultierende momentane Position ausgegeben, die an einer vorherbestimmten Flanke des gegebe­ nen Signals erzeugt wird, und
• - wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers dem vorherbestimmten Wert entspricht oder größer ist als dieser, wird an jeder vorherbestimmten Flanke des gegebenen Signals ein vorherbestimmter Wert erzeugt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

• - bei einem Absinken der Drehgeschwindigkeit unter die Geschwindigkeitsgrenze festgestellt wird, ob es sich um eine Umdrehung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung handelt, und
• - anhand dieser Feststellung eine entsprechende stei­ gende oder fallende Flanke des gegebenen Signals erfaßt wird und dementsprechend der Inkrementimpuls zu Ausgabepositions­ daten addiert oder von diesen subtrahiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gegebene Signal das niederwertigste Bit der Auflösung ist.

8. Verfahren zum Generieren der laufenden Positionen eines Absolutkodierers nach seiner Aktivierung, bei dem die Posi­ tionen zur Anwendung auf die Umdrehungen des Absolutkodierers nach einer Synchronisation (restoration) der momentanen Posi­ tion mit willkürlicher Auflösung synchronisiert (restored) werden, wobei der Absolutkodierer in Verbindung mit einem von einem Servoverstärker angetriebenen Motor arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine maximale Drehgeschwindigkeitsgrenze gesetzt wird;
• - die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers anhand einer Ausgabe des Servoverstärkers erfaßt wird;
• - eine Vielzahl von Signalen einschließlich eines gege­ benen Signals erzeugt wird, um eine synchronisierte momentane Position für das Synchronisieren zu identifizieren;
• - die synchronisierte momentane Position um mindestens einen Inkrementimpuls modifiziert wird, der zu der synchroni­ sierten momentanen Position addiert oder von dieser subtra­ hiert wird, und der erhaltene Wert als resultierende momen­ tane Position ausgegeben wird, welche an einer vorherbe­ stimmten Flanke des gegebenen Signals erzeugt wird,
• - die momentane Position unter den folgenden Umständen auf einen vorherbestimmten Wert entsprechend der vorherbe­ stimmten Flankenposition gesetzt wird:
• - wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers auf der Basis der Servoverstärkerausgabe der Geschwindigkeits­ grenze gleicht oder über dieser liegt, wird ein vorherbe­ stimmter Wert an der vorherbestimmten Flanke des gegebenen Signals erzeugt, und
• - wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers auf der Basis der Servoverstärkerausgabe unter der Geschwindig­ keitsgrenze liegt, wird die genannte resultierende momentane Position dann generiert, wenn der Absolutkodierer erstmals die vorherbestimmte Flanke des gegebenen Signals erreicht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gegebene Signal das niederwertigste Bit der Auflösung ist, und daß nachdem die erste vorherbestimmte Flanke zum Ge­ nerieren der resultierenden momentanen Position geführt hat, die Neueinstellung von Ausgabepositionsdaten bei einer nach­ folgenden vorherbestimmten Flanke des gegebenen Signals un­ terbunden wird.

10. Verfahren zum Generieren der laufenden Positionen eines Absolutkodierers nach seiner Aktivierung, bei dem die Posi­ tionen zur Anwendung auf die Umdrehungen des Absolutkodierers nach einer Synchronisation (restoration) der momentanen Posi­ tion mit willkürlicher Auflösung synchronisiert (restored) werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine maximale Drehgeschwindigkeitsgrenze gesetzt wird;
• - die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers erfaßt wird;
• - eine Vielzahl von Signalen einschließlich eines gege­ benen Signals erzeugt wird, um eine synchronisierte momentane Position für das Synchronisieren zu identifizieren;
• - die synchronisierte momentane Position um mindestens einen Inkrementimpuls modifiziert wird, der zu der synchroni­ sierten momentanen Position addiert oder von dieser subtra­ hiert wird, und der erhaltene Wert als resultierende momen­ tane Position ausgegeben wird, welche an einer vorherbestimm­ ten Flanke des gegebenen Signals erzeugt wird,
• - die momentane Position auf einen vorherbestimmten Wert entsprechend der vorherbestimmten Flankenposition gesetzt wird, wobei der vorherbestimmte Wert entsprechend der Drehge­ schwindigkeit des Absolutkodierers gesetzt wird, die erhalten wird, wenn ein gegebener Wert an der vorherbestimmten Kante des gegebenen Signals erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nur generiert wird, wenn die Drehgeschwindigkeit die Ge­ schwindigkeitsgrenze unterschreitet.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

• - festgestellt wird, ob die Umdrehung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung erfolgt, und
• - anhand dieser Feststellung eine entsprechende stei­ gende oder fallende Flanke des gegebenen Signals erfaßt und dementsprechend der Inkrementimpuls zu den Ausgabepositions­ daten addiert oder von diesen subtrahiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Werten entsprechend der Drehgeschwindigkeit gespeichert und diese Werte auf der Basis der erfaßten Ge­ schwindigkeit abgerufen werden.

14. Verfahren zum Generieren der laufenden Positionen eines Absolutkodierers nach seiner Aktivierung, bei dem die Posi­ tionen zur Anwendung auf die Umdrehungen des Absolutkodierers nach einer Synchronisation (restoration) der momentanen Posi­ tion mit willkürlicher Auflösung synchronisiert (restored) werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine maximale Drehgeschwindigkeitsgrenze gesetzt wird;
• - die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers erfaßt wird;
• - eine Vielzahl von Signalen einschließlich eines gege­ benen Signals erzeugt wird, um eine synchronisierte momentane Position für das Synchronisieren zu identifizieren;
• - die synchronisierte momentane Position um mindestens einen Inkrementimpuls modifiziert wird, der zu der synchroni­ sierten momentanen Position addiert oder von dieser subtra­ hiert wird, und der erhaltene Wert als resultierende momen­ tane Position ausgegeben wird, welche an einer vorherbestimm­ ten Flanke des gegebenen Signals erzeugt wird,
• - die Werte ausgegeben werden, die entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers zu erzeugen sind, welche erhalten wird, wenn ein vorherbestimmter Wert an der vorherbestimmten Flanke des gegebenen Signals erzeugt wird.

15. Absolutkodierer zum Synchronisieren seiner laufenden Po­ sitionen mit willkürlicher Auflösung nach seiner Aktivierung, gekennzeichnet durch

• - Mittel zum Erzeugen einer Vielzahl von Signalen, die die momentane Position des Kodierers für die Synchronisation anzeigen;
• - Mittel zum Synchronisieren des Absolutkodierers auf eine vorherbestimmte momentane Position;
• - Mittel zum Addieren oder Subtrahieren eines oder meh­ rerer Inkrementimpulse zu oder von der synchronisierten mo­ mentanen Position für die Umdrehungen desselben nach dem Syn­ chronisieren und zum Ausgeben eines resultierenden Wertes als die momentane Position desselben;
• - Mittel zum Erzeugen der momentanen Position des Kodie­ rers an der Flanke eines vorherbestimmten in einer Vielzahl von Signalen eingeschlossenen Signals, die zum Erzeugen der momentanen Position beim Synchronisieren benutzt werden,
• - wobei der Absolutkodierer (8) ferner ein Lichtabgabe­ element (14) sowie Mittel (15, 16b) aufweist, um die Licht­ menge des Lichtabgabeelements zeitweilig zu erhöhen, bis der Absolutkodierer erstmals die Flanke eines gegebenen Signals, welches erstmals nach dem Aktivieren des Kodierers auftritt, passiert.

16. Absolutkodierer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß Mittel vorgesehen sind, die, wenn die Drehgeschwin­ digkeit einem gegebenen Wert entspricht oder größer ist als dieser, die Lichtmenge des Lichtabgabeelements zeitweilig er­ höhen, bis der Absolutkodierer nach seiner Aktivierung erst­ mals die Flanke eines gegebenen Signals passiert.

17. Vorrichtung zum Generieren laufender Positionen eines Absolutkodierers nach seiner Aktivierung, mit der die Posi­ tionen zur Anwendung auf die Umdrehungen des Absolutkodierers nach einer Synchronisation (restoration) der momentanen Posi­ tion mit willkürlicher Auflösung synchronisiert (restored) werden, gekennzeichnet durch

• - Mittel zum Einstellen einer maximalen Drehgeschwindig­ keitsgrenze;
• - Mittel zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit des Abso­ lutkodierers;
• - Mittel zum Erzeugen einer Vielzahl von Signalen ein­ schließlich eines gegebenen Signals zum Identifizieren einer synchronisierten momentanen Position für das Synchronisieren;
• - Mittel zum Modifizieren der synchronisierten momenta­ nen Position mittels mindestens eines Inkrementimpulses, der zu der synchronisierten momentanen Position addiert oder von dieser subtrahiert wird und zum Ausgeben des resultierenden Wertes als eine resultierende momentane Position, die an ei­ ner vorherbestimmten Flanke des gegebenen Signals erzeugt wird,
• - Mittel zum Einstellen der momentanen Position auf einen vorherbestimmten Wert entsprechend der vorherbestimmten Flankenposition unter folgenden Bedingungen:
• - wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers beim Einstellen eines gegebenen Wertes auf die vorherbestimmte Flanke des gegebenen Signals der Geschwindigkeitsgrenze ent­ spricht oder darüber liegt, wird das Setzen des vorherbe­ stimmten Werts unterbunden, und
• - wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolutkodierers beim Setzen eines gegebenen Wertes auf die vorherbestimmte Flanke des gegebenen Signals geringer ist als die Geschwindigkeits­ grenze, wird der vorherbestimmte Wert gesetzt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellen erst erfolgt, wenn die Drehgeschwindigkeit die Geschwindigkeitsgrenze unterschreitet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch

• - Mittel zum Feststellen, ob die Umdrehung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung erfolgt; und
• - Mittel zum Erfassen einer entsprechenden steigenden oder fallenden Flanke des gegebenen Signals und zur entspre­ chenden Addition oder Subtraktion des Inkrementimpulses zu oder von dem vorherbestimmten Wert auf der Basis der Fest­ stellung der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung.

20. Vorrichtung zum Generieren laufender Positionen eines Absolutkodierers nach seiner Aktivierung, mit der die Posi­ tionen zur Anwendung auf die Umdrehungen des Absolutkodierers nach einer Synchronisation (restoration) der momentanen Posi­ tion mit willkürlicher Auflösung synchronisiert (restored) werden, gekennzeichnet durch

• - Mittel zum Einstellen einer maximalen Drehgeschwindig­ keitsgrenze;
• - Mittel zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit des Abso­ lutkodierers;
• - Mittel zum Erzeugen einer Vielzahl von Signalen ein­ schließlich eines gegebenen Signals zum Identifizieren einer synchronisierten momentanen Position für das Synchronisieren;
• - Mittel, die, wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolut­ kodierers einen vorherbestimmten Wert unterschreitet, die synchronisierte momentane Position um mindestens einen Inkre­ mentimpuls modifizieren, welcher zu der synchronisierten mo­ mentanen Position addiert oder von dieser subtrahiert wird, und den resultierenden Wert als eine resultierende momentane Position ausgeben, welche an einer vorherbestimmten Flanke des gegebenen Signals erzeugt wird, und
• - Mittel, die, wenn die Drehgeschwindigkeit des Absolut­ kodierers einem vorherbestimmten Wert entspricht oder darüber liegt, einen vorherbestimmten Wert an jeder vorherbestimmten Flanke des gegebenen Signals erzeugen.