DE19515940A1 - Absolute position indicator for machine component - Google Patents
Absolute position indicator for machine componentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ermitt lung der Absolutposition eines durch einen Antrieb beweg lichen Maschinenteils einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Werkzeugmaschine.The invention relates to a device for detection absolute position of a device moved by a drive Lichen machine part of a work machine, in particular a machine tool.
Zur Regelung der Antriebe von Werkzeugmaschinen sind Motor meßsysteme vorhanden, aus deren Signalen die Rotorlage und die Drehzahl für den jeweiligen Antriebsregler ermittelt werden kann. In diesem Zusammenhang liefern geeignete Meß geber auch die absolute Motorlage über mehrere Umdrehungen, wobei typische Werte hierzu 0 bis 4096 Umdrehungen sind. Die erreichbare Auflösung beträgt bei handelsüblichen Geräten 1/2²² Umdrehungen. Mit den Antrieben können dann bewegliche Elemente der Werkzeugmaschine positioniert und bewegt werden. Wenn es sich bei diesen Elementen beispielsweise um den Tisch einer Werkzeugmaschine handelt, besteht jedoch die zusätz liche Notwendigkeit, daß aufgrund von auszugleichendem mechanischem Spiel, thermischen Effekten u.ä., aufgrund der Abhängigkeit aller weiteren Bearbeitungsvorgänge von einer äußerst genauen Tischpositionierung auch für eben diese Bewegung eine absolute hochgenaue Lageerfassung erforderlich ist. Bei den üblichen Linearbewegungen bieten sich dazu Linearmaßstäbe an, die jedoch für den Fall der absoluten Lagebestimmung technisch kompliziert und damit relativ teuer sind.To control the drives of machine tools are motor measuring systems available, from whose signals the rotor position and determines the speed for the respective drive controller can be. In this context, suitable measuring the absolute motor position over several revolutions, typical values for this are 0 to 4096 revolutions. The achievable resolution is with commercially available devices 1 / 2²² turns. The drives can then move Elements of the machine tool are positioned and moved. If these elements are, for example, the table a machine tool, there is, however, the additional Liche necessity that due to mechanical play, thermal effects, etc., due to the Dependency of all further processing operations on one extremely precise table positioning also for these Absolute high-precision position detection is required is. The usual linear movements offer this Linear scales, but in the case of absolute Position determination technically complicated and therefore relatively expensive are.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß in äußerst einfacher Weise eine Erfassung der Absolutposition eines durch einen Antrieb beweglichen Maschinenteils, beispielsweise eines Tisches einer Werkzeugmaschine, erreicht werden kann. The object of the invention is to provide a device of the beginning mentioned type so that in an extremely simple manner a detection of the absolute position of one by a drive movable machine part, for example a table a machine tool can be achieved.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs ge nannten Art dadurch gelöst, daß mit dem Maschinenteil ein inkrementelles direktes Meßsystem zur Erfassung einer jewei ligen relativen Position t des Maschinenteils innerhalb einer Teilungsperiode T des inkrementellen Meßsystems verbunden ist, daß am Antrieb ein absolutes Meßsystem für die Antriebs stellung vorgesehen ist, das über einen systemtypischen Über setzungsfaktor ein absolutes indirektes Meßsystem für das Maschinenteil darstellt, wobei die mit dem absoluten indirek ten Meßsystem erfaßbare Position des Maschinenteils insbeson dere durch mechanische Kopplungsfehler aber nur eine unkorri gierte absolute Position PM des Maschinenteils erfaßt und wo bei die Meßungenauigkeit durch die Koppelfehler nur kleiner als eine Teilungsperiode des inkrementellen Meßsystems sein darf, daß durch eine Auswertestufe ermittelt wird, die wie vielte Teilungsperiode des inkrementellen Meßsystems relevant ist und damit eine Basisabsolutposition darstellt, zu der die jeweilige relative Position hinzugefügt wird, wodurch sich als Ergebnis die Absolutposition ergibt.This task is ge at a facility of the beginning named type solved in that with the machine part incremental direct measuring system for the acquisition of a respective current relative position t of the machine part within a Division period T of the incremental measuring system connected is that on the drive an absolute measuring system for the drive Position is provided, which is a system-typical over an absolute indirect measuring system for the Machine part represents, with the absolute indirect th measuring system detectable position of the machine part in particular due to mechanical coupling errors but only an uncorrect gated absolute position PM of the machine part detected and where the measurement inaccuracy is only smaller due to the coupling errors than a division period of the incremental measuring system may that is determined by an evaluation level, which many division period of the incremental measuring system relevant and thus represents a basic absolute position to which the respective relative position is added, which makes the result is the absolute position.
Eine ausgesprochen einfache schaltungsmäßige Ausgestaltung dieser Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß dazu in der Auswertestufe der ganzzahlige Anteil k der Division der unkorrigierten absoluten Position durch die Teilungsperiode ermittelt wird, wobei die vorläufige korrigierte absolute Position gebildet wird alsAn extremely simple circuit design this device is characterized in that in the evaluation level is the integer part k of the division of the uncorrected absolute position through the division period is determined, the provisional corrected absolute Position is formed as
Pvorl= k · T + tP vorl = k · T + t
daß dann, wenn der Absolutwert der Differenz von unkorri gierter absoluter Position und vorläufig korrigierter abso luter Position kleiner als die halbe Teilungsperiode ist, die vorläufige korrigierte absolute Position als Absolutposition an weitere Verarbeitungs- und/oder Anzeigeeinrichtungen aus gehbar ist und daß dann, wenn der Absolutwert der Differenz von unkorrigierter absoluter Position und vorläufig korri gierter absoluter Position größer als die halbe Teilungs periode ist, die vorläufige korrigierte Position vermindert um eine Teilungsperiode als Absolutposition an die weiteren Verarbeitungs- und/oder Anzeigeeinrichtungen ausgehbar ist.that if the absolute value of the difference from uncorri absolute position and provisionally corrected abso luter position is smaller than half the division period, which provisional corrected absolute position as absolute position to other processing and / or display devices is walkable and that if the absolute value of the difference of uncorrected absolute position and temporarily correct absolute position greater than half the division period, the provisional corrected position is reduced by one division period as an absolute position to the others Processing and / or display devices can be walked out.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:An embodiment of the invention is in the drawing shown and is explained in more detail below. Here demonstrate:
Fig. 1 ein Blockschaltbild und Fig. 1 is a block diagram and
Fig. 2 ein Diagramm. Fig. 2 is a diagram.
In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist in Form eines Blockschalt bildes angedeutet, wie ein Motor M als Antrieb über ein Ge triebe G und eine Kugelrollspindel K einen Tisch TI einer im übrigen der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Werkzeugmaschine antreibt. Die Position des Motors M wird dabei über ein absolutes indirektes rotatorisches Meßsystem MA ermittelt. Typisch für ein derartiges Meßsystem ist zwi schen 0 bis 4096 Umdrehungen eine Auflösung von 1/2²² Umdre hungen. Die Ausgangssignale des absoluten indirekten rota torischen Meßsystems MA gelangen an eine nachgeschaltete Meßwerterfassung MEA und von da können, wie durch einen ge strichelten Pfeil angedeutet, Drehzahl und Winkelwerte n, ϕ an der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Regelungseinrichtungen gelangen. Ferner wird jedoch die abso lute Position, die vom absoluten indirekten rotatorischen Meßsystem MA ermittelt worden ist, als Signal PM an eine Meß wertauswertestufe MA geschaltet.1 is shown in the form of a block diagram, as a motor M drives a drive via a gear G and a ball screw K drives a table TI of a machine tool, not shown for the sake of clarity. The position of the motor M is determined using an absolute indirect rotary measuring system MA. A resolution of 1 / 2²² revolutions is typical for such a measuring system between 0 to 4096 revolutions. The output signals of the absolute indirect rota toric measuring system MA arrive at a downstream measured value acquisition MEA and from there, as indicated by a dashed arrow ge, speed and angle values n, gelangen reach control devices not shown for the sake of clarity. Furthermore, however, the absolute position, which has been determined by the absolute indirect rotary measuring system MA, is switched as signal P M to a measured value evaluation stage MA.
Am Tisch TI greift ferner ein inkrementelles direktes linea res Meßsystem MI an, das mit einer Gittereinteilung von etwa 20 µm für den Fall eines Glasmaßstabs oder 100 µm für die Ver wendung eines Stahlbandes ausgelegt ist. Durch geeignete Aus wertung der entsprechenden sinus- und cosinusförmigen Signale innerhalb der jeweiligen Gitterteilung in einer Meßwerterfas sung MEI für das inkrementelle direkte lineare Meßsystem MI erhält man eine relative, aber innerhalb der Gitterteilung absolute Position t. Absolutheit liegt also nur innerhalb der jeweiligen Teilungsperiode T vor. Die Auflösung des absoluten Wertes beträgt beispielsweise 1/2¹¹ der Gitterteilung.An incremental direct line is also used at table TI res measuring system MI, with a grating of about 20 µm for the case of a glass scale or 100 µm for the ver using a steel belt. By suitable Aus evaluation of the corresponding sine and cosine signals within the respective grid division in a measured value acquisition solution MEI for the incremental direct linear measuring system MI you get a relative, but within the grid absolute position t. Absolute is therefore only within the respective division period T. The dissolution of the absolute The value is, for example, 1 / 2¹¹ of the grating.
Diese absolute Position t innerhalb der jeweiligen Teilungs periode T gelangt ebenfalls an die Meßwertauswertestufe MA. Wie eingangs geschildert, befindet sich zwischen dem Motor M und der zu erfassenden Position des Tisches TI ein Getriebe, in diesem Fall außer dem eigentlichen Getriebe G noch eine Kugelrollspindel K, welche die Umsetzung der rotatorischen in eine translatorische Bewegung bewirkt. Bei Großmaschinen könnten auch Zahnstangen statt Kugelrollspindeln eingesetzt werden. Bedingt durch eine derartige Mechanik ergibt sich zwischen der aus der Motorposition gegebenen Lage und der tatsächlichen Lage des Tisches TI ein Fehler Δ, der durch Lose, Spindelsteigungsfehler, Torsion, Temperaturgang usw. bedingt ist. Ein solcher Fehler Δ beträgt je nach Größe der Maschine und der mechanischen Konstruktion ca. ± 2 µm bis ± 5 µm. In diesem Zusammenhang seien noch einige weitere typi sche Werte nachgetragen. Die Spindelsteigerung kann zwischen 10 und 20 mm/Umdrehung gewählt sein. Das Getriebe kann 2 bis 3 Motorumdrehungen in eine Spindelumdrehung umsetzen.This absolute position t within the respective division period T also reaches the measured value evaluation stage MA. As described at the beginning, is located between the motor M and the position of the table TI to be detected is a gear, in this case, besides the actual transmission G, another one Ball screw K, which is the implementation of the rotary in causes a translational movement. For large machines could also use racks instead of ball screws will. Due to such a mechanism, this results in between the position given by the motor position and the actual position of the table TI an error Δ caused by Loose, lead screw errors, torsion, temperature response, etc. is conditional. Such an error Δ is depending on the size of the Machine and the mechanical construction approx. ± 2 µm to ± 5 µm. In this context, some more are typical added values. The spindle increase can be between 10 and 20 mm / revolution can be selected. The gearbox can be 2 to Convert 3 motor revolutions to one spindle revolution.
Aus den absoluten Umdrehungen des Motors M berechnet sich durch einen systemtypischen Übersetzungsfaktor eine zunächst unkorrigierte absolute Position des MaschinenteilsIt is calculated from the absolute revolutions of the motor M. through a system-typical translation factor, first of all uncorrected absolute position of the machine part
dabei bedeuten PM absolute Position aus der Sicht des Motor
meßsystems
U = absolute Motorumdrehung
m = Getriebeübersetzung
n = Spindelsteigung
f = mechanischer Fehler.P M mean absolute position from the point of view of the engine measurement system
U = absolute engine revolution
m = gear ratio
n = spindle pitch
f = mechanical failure.
Der mechanische Fehler f ist dabei zunächst eine unbekannte Größe. Es wird im folgenden jedoch vorausgesetzt, daß dieser mechanische Fehler f kleiner ist als eine Teilungsperiode T des inkrementellen direkten linearen Meßsystems.The mechanical error f is initially unknown Size. However, it is assumed in the following that this mechanical error f is less than a division period T of the incremental direct linear measuring system.
Aus dem inkrementellen direkten linearen Meßsystem MI ergibt sich eine absolute Position aus der sich des Tisches TI zu prinzipiellFrom the incremental direct linear measuring system MI results an absolute position from which the table TI is facing in principle
PT = k · T + tP T = kT + t
dabei entsprechen
PT = absolute Position aus Sicht des Tisches
k = natürliche Zahl (unbekannt)
T = Teilungsperiode des Linearmaßstabs
t = absolute Position innerhalb einer
Teilungsperiode.thereby correspond
P T = absolute position from the perspective of the table
k = natural number (unknown)
T = graduation period of the linear scale
t = absolute position within a division period.
Ist der Fehler f wie eingangs genannt klein genug, so berech net sich k = INT (TM/T), d. h. es wird bei dieser Division nur der ganzzahlige Anteil gebildet. Damit kann vom Ansatz her die absolute Tischposition gebildet werden alsIf the error f is small enough, as mentioned at the beginning, then k = INT (T M / T) is calculated, ie only the integer part is formed in this division. From the approach, the absolute table position can be formed as
PT = k · T + t.P T = kT + t.
Jedoch sind hierzu noch einige weitere Toleranzbetrachtungen zu treffen. So zeigt die Darstellung gemäß Fig. 2 in ihrem oberen Teil die Ausgangssignale des inkrementellen Linear maßstabes und es sei angenommen, daß absolute Positionen innerhalb von Teilungsperioden, von denen eine als Tei lungsperiode T bezeichnet ist, am Ausgang der Meßwerterfas sung für das inkrementelle direkte lineare Meßsystem MI vorliegen, wie dies zum einen durch Kreuze symbolisiert ist, denen zum anderen Pfeile für die möglichen Absolutpositionen t zugeordnet sind. Welcher dieser Pfeile nun zum konkreten absoluten Positionswert führt, wird im folgenden geschildert.However, here are some more tolerance considerations hold true. The illustration according to FIG. 2 shows in its upper part the output signals of the incremental linear scale and it is assumed that absolute positions within division periods, one of which is called Tei tion period T is designated at the output of the measured value solution for the incremental direct linear measuring system MI are present, as symbolized on the one hand by crosses, on the other hand arrows for the possible absolute positions t are assigned. Which of these arrows is now specific leads absolute position value, is described below.
Im unteren Teil der Darstellung gemäß Fig. 2 ist das absolute Motormeßsystem mit seinen Ausgangssignalen gezeigt, wobei durch die Größe Δ angedeutet ist, daß ein zusätzlich durch gestrichelte Linien angedeuteter Versatz zwischen den Syste men vorliegen möge, der jedoch in jedem Fall kleiner als eine Teilungsperiode T ist, jedoch um ± T/2 um einen Nulldurchgang des oben gezeigten Signals schwanken kann.In the lower part of the illustration according to FIG. 2, the absolute Engine measurement system shown with its output signals, wherein by the size Δ indicates that an additional by dashed lines indicated offset between the syste may exist, but in any case less than one Division period is T, but by ± T / 2 by a zero crossing of the signal shown above can fluctuate.
Als eine erste (Fall "A") absolute Position, die gemäß dem Motormeßsystem gewonnen wird, sei die durch einen offenen Kreis angedeutete Position PMA angenommen. Wenn dieser Wert durch den Wert der Teilungsperiode T geteilt wird, ergibt sich ein ganzzahliger Wert k, der die im oberen Teil der Fig. 2 zweite Signalperiode mit ihrem Beginn als Basisabsolut position herausheben würde. Die Addition dieser Basisabsolut position und der absoluten Position t innerhalb einer Tei lungsperiode führt dann für den Fall "A" zu einer absoluten Position, die im folgenden als vorläufige korrigierte abso lute Position PA anzusehen ist. Die eben genannte Basis absolutposition ist dabei im unteren Teil von Fig. 2 durch einen ausgefüllten Kreis symbolisiert.The position PMA indicated by an open circle is assumed as a first (case "A") absolute position, which is obtained according to the motor measuring system. If this value is divided by the value of the division period T, the result is an integer value k, which would emphasize the second signal period in the upper part of FIG. 2 with its start as a basic absolute position. The addition of this basic absolute position and the absolute position t within a division period then leads to an absolute position for the case "A", which is to be regarded below as a provisionally corrected absolute position P A. The base position just mentioned is symbolized in the lower part of FIG. 2 by a filled circle.
Im folgenden sei ein zweiter Fall "B" mit einem offenen Rechteck angedeutet. Hier liegt die Absolutposition PMB vor. Diese Messung führt aufgrund der Verschiebung Δ, obwohl sie sich normalerweise in der gleichen Periode wie die vorherige Messung hätte befinden müssen, in die nächste Periode, d. h. der Wert k ist um "1" größer als erwünscht. Demzufolge ergibt sich die vorläufig korrigierte absolute Position durch die durch ein ausgefülltes Rechteck angedeutete Basisabsolut position und deren Vergrößerung um den Wert t. Insgesamt führt die vorläufige korrigierte absolute Position PB. Diese Position ist jedoch um eine Teilungsperiode T zu groß. Ein derartiger Fehler kann jedoch dadurch leicht korrigiert werden, daß dann, wenn der Absolutwert der Differenz von un korrigierter absoluter Position PMA bzw. PMB und vorläufig korrigierter absoluter Position PA und PB gebildet wird, für den Fall, daß dieser Betragswert kleiner als eine halbe Tei lungsperiode T ist, die vorläufig korrigierte absolute Posi tion, in diesem Beispiel die Position PA, als Absolutposition P an der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Verarbeitungs- und/oder Anzeigeeinrichtungen ausgegeben wird, und daß dann, wenn der Absolutwert der Differenz von unkorri gierter absoluter Position PMA bzw. PMB und vorläufig korri gierter absoluter Position PA und PB größer als die halbe Teilungsperiode T ist, was für den Fall "B" zutrifft, die vorläufige korrigierte Position, in diesem Fall die Position PB, um eine Teilungsperiode T reduziert wird, woraufhin sich als Absolutposition die Absolutposition P ergibt, deren Wert ebenfalls an die weiteren Verarbeitungs- und/oder Anzeigeein richtungen ausgebbar ist.In the following, a second case "B" is indicated with an open rectangle. Here is the absolute position P MB . This measurement leads to the next period due to the shift Δ, although it should normally have been in the same period as the previous measurement, ie the value k is "1" larger than desired. Accordingly, the provisionally corrected absolute position results from the basic absolute position indicated by a filled rectangle and its enlargement by the value t. Overall, the provisional corrected absolute position P B leads . However, this position is too large by one division period T. Such an error can, however, be easily corrected in that if the absolute value of the difference between the uncorrected absolute position PMA or PMB and the provisionally corrected absolute position P A and P B is formed, in the event that this absolute value is less than one half division period T, the provisionally corrected absolute position, in this example the position P A , is output as the absolute position P for the sake of clarity, processing and / or display devices not shown, and that when the absolute value of the difference of uncorrected absolute position PMA or PMB and provisionally corrected absolute position P A and P B is greater than half the division period T, which is the case for "B", the provisionally corrected position, in this case position P B , by a division period T is reduced, whereupon the absolute position P results as the absolute position, the value of which also corresponds to the further processing and / or display devices can be output.
Bezüglich der üblichen Dimensionierungen sei noch darauf ver wiesen, daß bei einer Teilungsperiode von 20 µm der maximal zulässige Fehler bei 10 mm Spindelsteigung und einer Getrie beübersetzung von 2,5 einer Motorbewegung von kleiner 1,8° entspricht. Dieser Wert wird bei realen Maschinen in der Regel leicht eingehalten.Regarding the usual dimensions, it should still be referred to showed that with a graduation period of 20 µm the maximum permissible errors with 10 mm spindle pitch and one gear ratio of 2.5 to a motor movement of less than 1.8 ° corresponds. This value is used in real machines in the Usually easily complied with.
Ab Verfahrwegen < 3 m sollte ein Stahlband mit einer Gitter teilung von 100 µm eingesetzt werden, da Glasmaßstäbe mit 10 oder 20 µm für derartig große Größen nur schwer verfügbar sind.A steel belt with a grid should be used for travel distances of <3 m graduation of 100 µm can be used, since glass scales with 10 or 20 µm for such large sizes is difficult to obtain are.
Mit einer Spindelsteigung von 20 mm/Umdrehung ergibt sich bei direkt angeflanschtem Motor mit absolut 4096 Umdrehungen ein Verfahrweg von größer 80 m, je nach Getriebefaktor dann entsprechend weniger.With a spindle pitch of 20 mm / revolution results in at directly flanged motor with an absolute 4096 revolutions Travel distance of more than 80 m, depending on the gear factor correspondingly less.
Claims (2)
- - daß am Antrieb ein absolutes Meßsystem (MA) für die An triebsstellung vorgesehen ist, das über einen systemtypi schen Übersetzungsfaktor ein absolutes indirektes Meßsystem (MA) für das Maschinenteil (TI) darstellt, wobei die mit dem absoluten indirekten Meßsystem (MA) erfaßbare Position (PM) des Maschinenteils (TI) insbesondere durch mechanische Kopplungsfehler (Δ) aber nur eine unkorrigierte absolute Position (PM) des Maschinenteils (TI) erfaßt und wobei die Meßungenauigkeit durch die Koppelfehler (Δ) nur kleiner als eine Teilungsperiode (T) des inkrementellen Meßsystems (MI) sein darf,
- - daß durch eine Auswertestufe (MA) ermittelt wird, die wie vielte (k) Teilungsperiode (T) des inkrementellen Meß systems (MI) relevant ist und damit eine Basisabsolutposi tion darstellt, zu der die jeweilige relative Position (t) hinzugefügt wird, wodurch sich als Ergebnis die Absolut position ergibt.
- - That an absolute measuring system (MA) is provided for the drive position, which represents an absolute indirect measuring system (MA) for the machine part (TI) via a system-typical translation factor, the position with the absolute indirect measuring system (MA) being detectable (PM) of the machine part (TI) especially due to mechanical coupling errors (Δ) but only an uncorrected absolute position (P M ) of the machine part (TI) and the measurement inaccuracy due to the coupling errors (Δ) only being less than one division period (T) of the incremental measuring system (MI) may be
- - That is determined by an evaluation stage (MA), how many (k) division period (T) of the incremental measuring system (MI) is relevant and thus represents a Basisabsolutposi tion, to which the respective relative position (t) is added, whereby the result is the absolute position.
- - daß dazu in der Auswertestufe (MA) der ganzzahlige Anteil k der Division der unkorrigierten absolutem Position (PM) durch die Teilungsperiode (T) ermittelt wird, wobei die vorläufige korrigierte absolute Position gebildet wird als Pvorl = k · T + t- daß dann, wenn der Absolutwert der Differenz von unkorri gierter absoluter Position (PM) und vorläufig korrigierter absoluter Position (Pvorl) kleiner als die halbe Teilungs periode (T) ist, die vorläufige korrigierte absolute Posi tion (Pvorl) als Absolutposition (P) an weitere Verarbei tungs- und/oder Anzeigeeinrichtungen ausgebbar ist und
- - daß dann, wenn der Absolutwert der Differenz von unkorri gierter absoluter Position (PM) und vorläufig korrigierter absoluter Position (Pvorl) größer als die halbe Teilungs periode (T) ist, die vorläufige korrigierte Position (Pvorl) vermindert um eine Teilungsperiode (T) als Absolut position (P) an die weiteren Verarbeitungs- und/oder Anzei geeinrichtungen ausgebbar ist.
- - That the integral part k of the division of the uncorrected absolute position (P M ) is determined by the division period (T) in the evaluation stage (MA), the provisional corrected absolute position being formed as P vorl = k · T + t- that when the absolute value of the difference of unkorri-alloy absolute position (P M) and provisionally corrected absolute position (P vorl) smaller than half the division period (T), the preliminary corrected absolute Posi tion (P vorl) as an absolute position ( P) can be issued to further processing and / or display devices and
- - That if the absolute value of the difference between uncorrected absolute position (P M ) and provisionally corrected absolute position (P vorl ) is greater than half the division period (T), the provisionally corrected position (P vorl ) reduced by one division period (T) can be output as an absolute position (P) to the further processing and / or display devices.
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| DE (1) | DE19515940A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19820014A1 (en) * | 1998-05-06 | 1999-11-11 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Multiturn code encoder |
| US6418396B2 (en) | 1998-02-21 | 2002-07-09 | Johannes Heidenhain Gmbh | Method for operating a position measuring system and position measuring system for the purpose |
| DE10137617A1 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-27 | Siemens Ag | Positioning device operating method compares actual position provided by absolute position source with required position for operation of positioning drive |
| DE10056448B4 (en) * | 2000-11-14 | 2005-12-08 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Absolute length measuring system |
| DE102005057229B3 (en) * | 2005-11-29 | 2007-05-31 | Sick Stegmann Gmbh | Device for the absolute measurement of the linear or rotational position of a measurement object |
-
1995
- 1995-05-02 DE DE1995115940 patent/DE19515940A1/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6418396B2 (en) | 1998-02-21 | 2002-07-09 | Johannes Heidenhain Gmbh | Method for operating a position measuring system and position measuring system for the purpose |
| DE19820014A1 (en) * | 1998-05-06 | 1999-11-11 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Multiturn code encoder |
| US6542088B1 (en) | 1998-05-06 | 2003-04-01 | Dr. Johannes Heidenheim Gmbh | Multiturn rotary encoder with multiple code carriers coupled by a reduction gear |
| DE10056448B4 (en) * | 2000-11-14 | 2005-12-08 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Absolute length measuring system |
| DE10137617A1 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-27 | Siemens Ag | Positioning device operating method compares actual position provided by absolute position source with required position for operation of positioning drive |
| DE10137617C2 (en) * | 2001-08-01 | 2003-05-28 | Siemens Ag | Procedure for commissioning a positioning device |
| DE102005057229B3 (en) * | 2005-11-29 | 2007-05-31 | Sick Stegmann Gmbh | Device for the absolute measurement of the linear or rotational position of a measurement object |
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