DE19515139A1 - Verfahren zum Anzeigen von Weg- und/oder Winkelpositionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen von auf einer Scheibe oder einem Streifen markierten Weg- und/oder Winkelposi­ tionen, wie es bei Sensoren zum Steuern und Positionieren erfor­ derlich ist.

Bei derartigen Weg- und Winkelmeßsensoren ist es erwünscht, daß in jeder auch stromlos angefahrenen Position des Gerätes beim Einschalten der Leseelektronik der Absolutwert der Position abge­ lesen und an die elektronische Steuerung gemeldet werden kann.

Es ist bekannt, über optisch oder magnetisch erkannte Markierungen durch Zählen ab einer Nullmarke die Absolutwerte zu errechnen und diese entsprechend zu speichern.

Zum Erreichen einer hohen Auflösung sind deren Markierungsleser mit Nonius ausgerüstet. Im Falle eines Stromausfalles beim Ver­ stellen des Gerätes muß zum Neufestlegen des Absolutwertes zuvor eine Nullmarke eingestellt werden, um danach mittels erneuter Zählung der Markierungen entlang des verfahrenen Weges den Absolutwert zu bestimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in jeder Stellung eine Absolutwertangabe des Sensors bei einer sehr hohen Auflösung un­ mittelbar elektronisch auszulesen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diese digi­ talisierten Absolutwertangaben jeder einzelnen Position auf der Scheibe oder dem Streifen in einem auf diesen aufgetragenen Spei­ chermedium, welches der Materie einer Optischen-Platte oder der eines Magnetspeichers entspricht, unter Verwendung ganz ähnlicher bekannter Schreib-Lesevorgänge auslesbar eingeschrieben sind.

Um die gewünschte hohe Auflösung zu erhalten wird vorgeschlagen, daß die digitalisierten Absolutwertangaben entweder in einer der relativen Bewegungsrichtung zwischen Speichermedium und Lese­ kopf entsprechend verlaufenden Zeile oder in einzelne Blöcke aufgeteilt im Winkel zu dieser Zeile aufgebracht sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß bei Einschalten des Sensors sofort der Absolutwert der augenblicklichen Position des Gerätes ausgelesen wird bei einer sehr hohen Auflösung, daß ferner eine sehr preisgünstige Gestal­ tungsmöglichkeit gegeben ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Abschnitt einer Optischen-Platte 1, auf welcher in einer umlaufenden Zeile 2 Impulszeichen dort eingeschrieben sind, in deren Position die Information aus der parallel oder konzen­ trisch dazu verlaufenden Zeile 3, z. B. mit einem Mehrfachlesekopf oder einem schwingbaren Einfachlesekopf, ausgelesen werden soll.

Fig. 2 den Abschnitt einer Optischen-Platte 4, auf welcher die Positionsinformation in Blöcken in der kreisbogenförmigen Zeile 5 eingeschrieben ist, deren Schreibrichtung aber jeweils senkrecht zu dieser Zeile auf den Mittelpunkt 6 der drehbaren Scheibe wei­ send mittels Mehrfachlesekopf lesbar angeordnet ist.

Fig. 3 den Abschnitt einer Optischen-Platte 7, auf der die Posi­ tionsinformationen in einer spiralförmig gewundenen Zeile 8 so eingeschrieben sind, daß der mit der Umdrehung gekoppelt zwangs­ geführte, bei der Scheibendrehung in radialer Richtung bewegte Mehrfachlesekopf die Auslesung jeder Position vollziehen kann.

Fig. 4 zeigt die auf der Meßwelle sich mitdrehende Scheibe 9, auf welcher wie bei der Scheibe 1 von Fig. 1 in der Zeile 2 die Im­ pulszeichen und in einer Zeile 3 die Positions-Informations- Zeichen eingeschrieben sind.

Die Drehung dieser, die Winkelstellung der Meßwelle anzeigenden Scheibe 9 wird über ein z. B. dreistufiges spielfreies Meßgetriebe 10 mit großer Untersetzung auf die Scheibe 11 übertragen, welche bei jeder Umdrehung auf die nachfolgende Positionsinformation gedreht wird.

Diese Informationen sind ebenfalls wie bei Fig. 1 in den konzen­ trisch zueinander geführten Zeilenringen 2 für den Ausleseimpuls und dem Zeilenring 3 für die Positionsinformation eingeschrieben.

Die schwingbaren Einfachleseköpfe und auch die Mehrfachlese­ köpfe sind so ausgelegt, daß beim Start aus unbekannter Ruhelage trotz Zwischenstellung zwischen zwei Positionsinformationen infolge ihrer übergreifenden, die Nachbarinformation teilweise erkennenden Fähigkeit, eine Aussage über die richtige gegebene Position auch ohne jede Bewegung gemacht werden kann.

Diese Beschreibung der Optischen-Plattenlösung kann praktisch ana­ log auf die Problemlösung mit Magnetspeicher übertragen werden. Dies gilt auch für die Anordnung der Informationsblöcke mit Schreibrichtung zum Drehpunkt, die in einem Winkel zum konzentri­ schen verlaufenden Zeilenring lesbar verlaufen.

Was hier mit Zeichnungen für die sich drehende Scheibe dargestellt ist, gilt analog gleichermaßen für einen Meßstreifen, wobei im Falle einer gewünschten hohen Auflösung, z. B. etwa 2 µm, die An­ ordnung in Informationsblöcken mit Schreibrichtung parallel zueinander senkrecht zur Bewegungsrichtung vorgeschlagen wird, analog Fig. 2, man muß sich jedoch die ringförmig angeordnete Zeile in gestreckter Länge vorstellen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Anzeigen von auf einer Scheibe oder einem Strei­ fen markierten Weg- und/oder Winkelpositionen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die digitalisierten Absolutwertangaben jeder einzelnen Position auf der Scheibe oder dem Streifen in einem auf diesen aufgetragenen Speichermedium, welches der Materie einer Optischen-Platte oder der eines Magnetspeichers ent­ spricht, unter Verwendung ganz ähnlicher Schreib-Lesevorgänge auslesbar eingeschrieben sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalisierten Absolutwertangaben entweder in einer der re­ lativen Bewegungsrichtung zwischen Speichermedium und Lesekopf verlaufenden Zeile oder in einzelne Blöcke aufgeteilt im Win­ kel zu dieser Zeile aufgebracht sind.

3. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einem Multiturn-Positionsgeber diese digi­ talisierten Absolutwertangaben in einer spiralförmigen Anord­ nung auf der Scheibe aufgezeichnet sind und der z. B. an einem Arm angebrachte Lesekopf auf einem dieser Spirale nach­ laufendem Weg mechanisch oder elektromagnetisch der Drehung der Scheibe folgend, zwangsgeführt nach der Zahl der Umdrehungen, gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auch in Ruhestellung, z. B. mittels Hin- und Herschwingen des Lesekopfes oder durch Mehrfachlesekopf, der gesamte die digitalisierte Position kennzeichnende Informa­ tionsblock fehlerfrei gelesen werden kann.

5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß in jedem gewünschten Code diese Position direkt mit den entsprechenden Zeichen eingeschrieben und ausgelesen werden kann.

6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß durch ein entsprechendes stark untersetztes verbinden­ des Meßgetriebe jede Umdrehung der Multiturnscheibe eine zweite mit digitalen Positionsinformationen versehene Scheibe um eine Position weiterdreht, so daß die Kombination dieser gleichzei­ tig gelesenen digitalen Informationen die Absolutwertangabe von Umdrehung plus Winkelpositionsstellung über eine große Anzahl von Umdrehungen ergibt.

7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß auf dem Umfang verteilt in einer gesonderten auf der Scheibe umlaufenden Zeile in der Position ein Ausleseimpuls angebracht ist, in welcher die Informationsauslesung erfolgen soll.