DE202017107880U1 - Linear displacement measuring device for determining an absolute position and linear guidance with such a distance measuring device - Google Patents

Linear displacement measuring device for determining an absolute position and linear guidance with such a distance measuring device Download PDF

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Abstract

Lineare Wegmessvorrichtung (10) zum Bestimmen einer absoluten Position, welche umfasst:
a) eine lineare Schiene (30), welche eine Längsachse (31) aufweist und aus mehreren einzelnen Schienensegmenten (30a, 30b) zusammengesetzt ist, welche Schienensegmente in Richtung der Längsachse (31) hintereinander angeordnet sind,
wobei jedes der Schienensegmente (30a, 30b) eine Massverkörperung (40a, 40b) aufweist, welche zumindest eine sich in Richtung der Längsachse (31) erstreckende erste Inkrementalspur (41.1) mit einer Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen umfasst, und wobei die Massverkörperung (40a) eines der Schienensegmente (30a) neben der ersten Inkrementalspur (41.1) dieser Massverkörperung (40a) eine Absolutspur (45) mit einer Mehrzahl von Positionsmarkierungen zur Kodierung von mehreren vorgegebenen absoluten Positionen, welche in Richtung der Längsachse (31) hintereinander liegen, aufweist;
b) eine Abtasteinrichtung (50) mit einer Sensoranordnung (51) zum Abtasten der Massverkörperungen (40a, 40b), welche Sensoranordnung mindestens einen ersten Sensor (51.1), einen zweiten Sensor (51.2) und einen dritten Sensor (51.3) umfasst,
wobei die Abtasteinrichtung (50) bezüglich der Schiene (30) derart geführt ist, dass sie in Richtung der Längsachse (31) entlang mehrerer der Schienensegmente (30a, 30b) bewegbar ist, und
wobei der erste Sensor (51.1) ausgebildet ist, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur (41.1) eines der Schienensegmente (30a, 30b) zu detektieren und ein erstes Signal (S1) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu der mindestens einen, vom ersten Sensor (51.1) detektierten Positionsmarkierung enthält,
wobei der zweite Sensor (51.2) ausgebildet ist, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur (41.1) eines der Schienensegmente (30a, 30b) zu detektieren und ein zweites Signal (S2) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu der mindestens einen, vom zweiten Sensor (51.2) detektierten Positionsmarkierung enthält,
wobei der erste Sensor (51.1) und der zweite Sensor (51.2) in Richtung der Längsachse (31) relativ zueinander um eine vorbestimmte Distanz (D) versetzt angeordnet sind, sodass die Abtasteinrichtung (50) bezüglich je zwei benachbarten Schienensegmenten (30a, 30b) in eine Position (P1) bringbar ist, in welcher der erste Sensor (51.1) mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur (41.1) der Massverkörperung (40a) der einen der zwei benachbarten Schienensegmente (30a) detektiert und der zweite Sensor (51.2) mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur (41.1) der Massverkörperung (40b) der anderen der zwei benachbarten Schienensegmente (30b) detektiert,
wobei der dritte Sensor (51.3) ausgebildet ist, die Absolutspur (45) der Massverkörperung (40a) des einen der Schienensegmente (30a) abzutasten und ein drittes Signal (S3) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu den vorgegebenen absoluten Positionen enthält;
c) eine erste Auswerteeinrichtung (60) für das dritte Signal (S3), welche ausgebildet ist zu detektieren, ob sich die Abtasteinrichtung (50) an einer der vorgegebenen absoluten Positionen bezüglich des einen der Schienensegmente (30a) befindet, und - falls eine Auswertung des dritten Signals (S3) ergibt, dass sich die Abtasteinrichtung (50) an einem ersten Zeitpunkt an einer der vorgegebenen absoluten Positionen (P1) bezüglich des einen der Schienensegmente (30a) befindet - einen ersten Absolutwert (AW1) zu ermitteln, welcher diese eine der vorgegebenen absoluten Positionen (P1) repräsentiert;
d) eine zweite Auswerteeinrichtung (65) für das erste Signal (S1) und das zweite Signal (S2), welche ausgebildet ist, nach dem ersten Zeitpunkt das erste Signal und das zweite Signal während eines ersten Zeitintervalls zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt auszuwerten und eine Positionsdifferenz (PD) zwischen der Position (P1) der Abtasteinrichtung (50) zu Beginn des ersten Zeitintervalls und einer Position (P2) der Abtasteinrichtung (50) zu dem zweiten Zeitpunkt am Ende des ersten Zeitintervalls zu ermitteln;
e) eine Recheneinheit (70), welche ausgebildet ist, aus dem ersten Absolutwert (AW1) und der von der zweiten Auswerteeinrichtung (65) ermittelten Positionsdifferenz (PD) einen zweiten Absolutwert (AW2) zu berechnen, welcher eine absolute Position der Abtasteinrichtung (50) zum zweiten Zeitpunkt am Ende des ersten Zeitintervalls repräsentiert.

Figure DE202017107880U1_0000
A linear path measuring device (10) for determining an absolute position, comprising:
a) a linear rail (30) which has a longitudinal axis (31) and is composed of a plurality of individual rail segments (30a, 30b), which rail segments are arranged one behind the other in the direction of the longitudinal axis (31),
wherein each of the rail segments (30a, 30b) has a dimensional representation (40a, 40b) which comprises at least one first incremental track (41.1) extending in the direction of the longitudinal axis (31) with a plurality of equidistantly arranged position markings, and wherein the dimensional standard (40a ) of one of the rail segments (30a) next to the first incremental track (41.1) of this scale (40a) an absolute track (45) with a plurality of position markings for encoding a plurality of predetermined absolute positions, which lie in the direction of the longitudinal axis (31) one behind the other;
b) a scanning device (50) having a sensor arrangement (51) for scanning the dimensional standards (40a, 40b), which sensor arrangement comprises at least one first sensor (51.1), a second sensor (51.2) and a third sensor (51.3),
wherein the scanning device (50) is guided with respect to the rail (30) such that it is movable in the direction of the longitudinal axis (31) along a plurality of the rail segments (30a, 30b), and
wherein the first sensor (51.1) is designed to detect at least one position marking of the first incremental track (41.1) of one of the rail segments (30a, 30b) and to generate a first signal (S1) which contains information about a position of the scanning device (50). relative to the at least one position marker detected by the first sensor (51.1),
wherein the second sensor (51.2) is designed to detect at least one position marking of the first incremental track (41.1) of one of the rail segments (30a, 30b) and to generate a second signal (S2), which contains information about a position of the scanning device (50) relative to the at least one position marking detected by the second sensor (51.2),
wherein the first sensor (51.1) and the second sensor (51.2) are offset in the direction of the longitudinal axis (31) relative to one another by a predetermined distance (D), so that the scanning device (50) with respect to each two adjacent rail segments (30a, 30b) in a position (P1) can be brought, in which the first sensor (51.1) detects at least one of the position markings of the first incremental track (41.1) of the dimensional scale (40a) of the one of the two adjacent rail segments (30a) and the second sensor (51.2) at least detects one of the position markings of the first incremental track (41.1) of the scale (40b) of the other of the two adjacent rail segments (30b),
wherein the third sensor (51.3) is adapted to scan the absolute track (45) of the scale (40a) of the one of the rail segments (30a) and to generate a third signal (S3) containing information about a position of the scanner (50) relative to to the given absolute positions;
c) a first evaluation device (60) for the third signal (S3), which is designed to detect whether the scanning device (50) is located at one of the predetermined absolute positions with respect to the one of the rail segments (30a), and - if an evaluation of the third signal (S3) shows that the scanning device (50) at a first time at one of the predetermined absolute positions (P1) with respect to the one of the rail segments (30a) - to determine a first absolute value (AW1), which one the predetermined absolute positions (P1) represents;
d) a second evaluation device (65) for the first signal (S1) and the second signal (S2), which is formed after the first time the first signal and the second signal during a first time interval between the first time and a second time and a position difference (PD) between the position (P1) of the scanning device (50) at the beginning of the first time interval and a Determine position (P2) of the scanner (50) at the second time at the end of the first time interval;
e) a computing unit (70), which is designed to calculate from the first absolute value (AW1) and the position difference (PD) determined by the second evaluation device (65) a second absolute value (AW2), which determines an absolute position of the scanning device (50 ) at the second time at the end of the first time interval.
Figure DE202017107880U1_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine lineare Wegmessvorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Position und eine Linearführung in Kombination mit einer linearen Wegmessvorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Position.The invention relates to a linear position measuring device for determining an absolute position and a linear guide in combination with a linear position measuring device for determining an absolute position.

Stand der TechnikState of the art

Zahlreiche bekannte Anwendungen auf verschiedenen Gebieten der Technik beruhen auf Linearführungen, welche dazu dienen, zumindest einen bewegbaren Körper bei einer linearen Bewegung in einer Richtung zu führen, und welche zu diesem Zweck in der Regel eine lineare Schiene aufweisen, an welcher der bewegbare Körper derart geführt ist, dass er eine lineare Bewegung in Richtung der Längsachse der Schiene ausführen kann. Die Längen von Schienen, welche in einem Stück gefertigt und für Linearführungen geeignet sein sollen, sind in der Regel aus herstellungstechnischen Gründen limitiert: Mit bekannten Herstellungstechniken sind in der Regel nur lineare Schienen mit der erforderlichen Präzision in einem Stück herstellbar, deren Längen eine bestimmte maximale (gegebenenfalls vom jeweiligen Herstellungsverfahren abhängige) Obergrenze nicht überschreiten.Numerous known applications in various fields of technology are based on linear guides, which serve to guide at least one movable body in a linear movement in one direction, and which for this purpose usually have a linear rail on which the movable body is guided in such a way is that it can perform a linear movement in the direction of the longitudinal axis of the rail. The lengths of rails, which are to be manufactured in one piece and suitable for linear guides are usually limited for manufacturing reasons: With known manufacturing techniques usually only linear rails with the required precision in one piece can be produced, the lengths of a certain maximum (if applicable, depending on the respective manufacturing process) upper limit.

Um eine lineare Führung eines bewegbaren Körpers über eine „beliebig“ lange Distanz zu ermöglichen, wurden Linearführungen vorgeschlagen, welche zur Führung des bewegbaren Körpers eine lineare Schiene aufweisen, welche aus mehreren einzelnen Schienensegmenten zusammengesetzt ist, die jeweils in einem Stück gefertigt und in Richtung der Längsachse der linearen Schiene hintereinander angeordnet sind. Da die Anzahl der Schienensegmente, welche in einer vorgegebenen Richtung hintereinander angeordnet werden können, nicht limitiert ist, scheint es grundsätzlich möglich zu sein, eine hinreichend grosse Anzahl von einstückigen Schienensegmenten mit vorgegebenen (endlichen) Längen zu einer linearen Schiene zusammenzusetzen, welche eine beliebig grosse Länge aufweisen kann.In order to allow a linear guidance of a movable body over an "arbitrarily" long distance, linear guides have been proposed, which have a linear rail for guiding the movable body, which is composed of a plurality of individual rail segments, each made in one piece and in the direction of Longitudinal axis of the linear rail are arranged one behind the other. Since the number of rail segments, which can be arranged one behind the other in a given direction, is not limited, it seems basically possible to assemble a sufficiently large number of integral rail segments with predetermined (finite) lengths to form a linear rail of any size Length may have.

Bei vielen bekannten Anwendungen von Linearführungen besteht ein Interesse daran, die aktuelle Position eines bewegbaren Körpers relativ zu der linearen Schiene, an welcher der bewegbare Körper geführt ist, messtechnisch zu erfassen, um die aktuelle Position des bewegbaren Körpers oder eine Veränderung der Position des bewegbaren Körpers bei einer Bewegung des Körpers in der Längsrichtung der Schiene anhand von Messwerten möglichst präzise kontrollieren zu können. Dementsprechend wurden geeignete lineare Wegmessvorrichtungen vorgeschlagen, welche eine messtechnische Erfassung einer aktuellen Position des bewegbaren Körpers oder eine messtechnische Erfassung einer Veränderung der Position des bewegbaren Körpers bei einer Bewegung des Körpers in der Längsrichtung der Schiene ermöglichen.In many known linear guide applications, there is an interest in metrologically sensing the current position of a movable body relative to the linear rail on which the movable body is guided, the current position of the movable body or a change in the position of the movable body be able to control as precisely as possible with a movement of the body in the longitudinal direction of the rail on the basis of measured values. Accordingly, suitable linear Wegmessvorrichtungen have been proposed, which allow a metrological detection of a current position of the movable body or a metrological detection of a change in the position of the movable body during movement of the body in the longitudinal direction of the rail.

Lineare Wegmessvorrichtungen umfassen in der Regel eine oder mehrere Massverkörperungen, welche jeweils eine Mehrzahl von Positionsmarkierungen aufweisen, und eine entlang der Massverkörperung bzw. der Massverkörperungen bewegbare Abtasteinrichtung mit einer Sensoranordnung zum Abtasten der Positionsmarkierungen der jeweiligen Massverkörperung bzw. Massverkörperungen. Die Sensoranordnung ist dabei in der Regel so konzipiert, dass sie die jeweiligen Positionsmarkierungen detektieren kann und mindestens ein Signal erzeugt, welches eine Information über eine Position der Sensoranordnung relativ zu den Positionsmarkierungen einer Massverkörperung enthält und insbesondere auf eine charakteristische Weise variiert, wenn die Abtasteinrichtung zusammen mit der Sensoranordnung relativ zu der Massverkörperung bzw. zu den Positionsmarkierungen der Massverkörperung bewegt wird.Linear displacement measuring devices generally comprise one or more dimensional standards, each of which has a plurality of position markings, and a scanning device movable along the physical scale or the physical dimensions with a sensor arrangement for scanning the position markings of the respective dimensional scale or dimensional scale. In this case, the sensor arrangement is generally designed so that it can detect the respective position markings and generates at least one signal which contains information about a position of the sensor arrangement relative to the position markings of a dimensional standard and in particular varies in a characteristic manner when the scanning device together is moved with the sensor arrangement relative to the material measure or to the position markings of the scale.

Um im Falle einer Linearführung, welche zur Führung eines bewegbaren Körpers eine lineare Schiene aufweist, eine messtechnische Erfassung einer aktuellen Position des bewegbaren Körpers oder eine messtechnische Erfassung einer Veränderung der Position des bewegbaren Körpers bei einer Bewegung des Körpers in der Längsrichtung der Schiene zu ermöglichen, kann die Linearführung mit einer linearen Wegmessvorrichtung der vorstehend genannten Art kombiniert werden. Beispielsweise kann die lineare Schiene der Linearführung mit mindestens einer Massverkörperung versehen werden, vorzugsweise mit einer Massverkörperung, welche sich in der Längsrichtung der linearen Schiene erstreckt und deren Positionsmarkierungen entlang der Längsachse der linearen Schiene hintereinander angeordnet sind. Demensprechend kann die Abtasteinrichtung der linearen Wegmessvorrichtung derart am bewegbaren Körper befestigt werden, dass die Abtasteinrichtung bei einer Bewegung des bewegbaren Körpers entlang der linearen Schiene mit dem bewegbaren Körper mitbewegt wird und die Abtasteinrichtung die Positionsmarkierungen mittels der Sensoranordnung abtasten kann.In the case of a linear guide, which has a linear rail for guiding a movable body, to allow a metrological detection of a current position of the movable body or a metrological detection of a change in the position of the movable body during a movement of the body in the longitudinal direction of the rail For example, the linear guide can be combined with a linear displacement measuring device of the aforementioned type. For example, the linear rail of the linear guide can be provided with at least one dimensional scale, preferably with a dimensional scale which extends in the longitudinal direction of the linear rail and whose position markings are arranged one behind the other along the longitudinal axis of the linear rail. Accordingly, the scanning device of the linear displacement measuring device can be attached to the movable body such that the scanning device is moved along the linear rail with the movable body during a movement of the movable body and the scanning device can scan the position markings by means of the sensor arrangement.

Bei einer Linearführung, deren lineare Schiene aus mehreren einzelnen Schienensegmenten zusammengesetzt ist, ist es zweckmässig, jedes der Schienensegmente mit zumindest einer Massverkörperung der vorstehend genannten Art zu versehen. Die jeweiligen Massverkörperungen der einzelnen Schienensegmente sind dabei vorzugsweise derart anzuordnen, dass Positionsmarkierungen aller Massverkörperungen mittels der Sensoranordnung der Abtasteinrichtung abgetastet werden können, wenn der bewegbare Körper entlang der einzelnen Schienensegmente bewegt wird.In a linear guide whose linear rail is composed of several individual rail segments, it is expedient to provide each of the rail segments with at least one dimensional scale of the aforementioned type. The respective dimensions of the individual rail segments are preferably to be arranged such that position markings of all dimensions can be scanned by means of the sensor arrangement of the scanning device, if the movable body is moved along the individual rail segments.

In bekannten linearen Wegmessvorrichtungen werden in der Regel Massverkörperungen verwendet, welche entweder eine inkrementelle Kodierung von verschiedenen Positionen oder eine Kodierung von verschiedenen absoluten Positionen (auch „absolute Kodierung“ genannt) aufweisen. Bekannt sind auch Massverkörperungen, welche eine inkrementelle Kodierung von verschiedenen Positionen und zusätzlich eine absolute Kodierungen von einzelnen Positionen (sogenannten „Referenzpositionen“) umfassen.In known linear displacement measuring devices, scale measurements are generally used which have either an incremental coding of different positions or a coding of different absolute positions (also called "absolute coding"). Also known are dimensional embodiments which include an incremental coding of different positions and additionally an absolute coding of individual positions (so-called "reference positions").

Eine Massverkörperung mit einer inkrementellen Kodierung weist in der Regel eine sich in einer Längsrichtung der Massverkörperung erstreckende Inkrementalspur mit einer Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen auf. Werden die Positionsmarkierungen einer derartigen Inkrementalspur mit einer in der Längsrichtung der Inkrementalspur bewegten Sensoranordnung einer Abtasteinrichtung abgetastet, dann erzeugt die Sensoranordnung in der Regel ein Signal, das ein periodische Variation als Funktion einer Ortskoordinate zeigt, welche die Position der Sensoranordnung kennzeichnet und sich dementsprechend bei einer Bewegung der Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der Inkrementalspur verändert. Die periodische Variation des Signals als Funktion der Ortskoordinate bei einer Bewegung der Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der Inkrementalspur ist in diesem Fall dadurch bedingt, dass Positionsmarkierungen an Positionen ausgebildet sind, welche in gleichen Abständen (äquidistant) in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. Eine Auswertung des Signals ermöglicht dementsprechend eine präzise Erfassung einer relativen Veränderung der Position der Abtasteinrichtung bei einer Bewegung der Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der Inkrementalspur. Eine Information über eine bestimmte absolute Position mit Bezug auf die Massverkörperung liefert dieses Signal allerdings nicht.As a rule, a material measure with an incremental coding has an incremental track extending in a longitudinal direction of the material measure with a plurality of equidistantly arranged position markings. If the position markings of such an incremental track are scanned with a sensor arrangement of a scanning device moved in the longitudinal direction of the incremental track, then the sensor arrangement generally generates a signal which shows a periodic variation as a function of a location coordinate which characterizes the position of the sensor arrangement and accordingly in a Movement of the scanning device in the longitudinal direction of the incremental track changed. The periodic variation of the signal as a function of the spatial coordinate in a movement of the scanning device in the longitudinal direction of the incremental track in this case is due to the fact that position markings are formed at positions which are arranged at equal intervals (equidistant) in a row behind one another. An evaluation of the signal accordingly enables a precise detection of a relative change in the position of the scanning device during a movement of the scanning device in the longitudinal direction of the incremental track. However, information about a certain absolute position with respect to the scale does not provide this signal.

Eine Massverkörperung mit einer absoluten Kodierung weist in der Regel eine Absolutspur mit einer Mehrzahl von Positionsmarkierungen zur Kodierung von mehreren vorgegebenen absoluten Positionen auf, welche in Längsrichtung der Absolutspur hintereinander liegen. Die Positionsmarkierungen der Absolutspur kennzeichnen jeweils bestimmte absolute Positionen mit Bezug auf die Massverkörperung und sind derart ausgebildet, dass beim Abtasten der Positionsmarkierungen mittels der Abtsteinrichtung ein Signal entsteht, welches eine Information über die absoluten Positionen enthält, welche den jeweils abgetasteten Positionsmarkierungen zugeordnet sind.A material measure with an absolute coding generally has an absolute track with a plurality of position markings for coding a plurality of predefined absolute positions, which lie one behind the other in the longitudinal direction of the absolute track. The position markings of the absolute track each identify certain absolute positions with respect to the dimensional scale and are designed such that when scanning the position markings by means of the Abtsteinrichtung a signal is generated which contains information about the absolute positions, which are assigned to each scanned position markings.

In der Druckschrift US 7432497 B2 ist eine lineare Wegmessvorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Position offenbart, welche eine Mehrzahl von Massstäben umfasst, welche in einer Reihe hintereinander angeordnet sind und jeweils eine sich über die gesamte Länge des jeweiligen Massstabs erstreckende Absolutspur mit einer Mehrzahl von Positionsmarkierungen zur Kodierung von mehreren absoluten Positionen aufweisen. Die einzelnen Massstäbe sind hinsichtlich der Struktur der Absolutspur, insbesondere hinsichtlich der Anordnung der jeweiligen Positionsmarkierungen zur Kodierung von absoluten Positionen auf der jeweiligen Absolutspur, absolut identisch. Die in der Absolutspur eines einzelnen Massstabs enthaltenen Positionsmarkierungen sind deshalb lediglich geeignet, absolute Positionen mit Bezug auf diesen einzelnen Massstab zu kodieren. Um eine Mehrzahl absoluter Positionen über die gesamte Längserstreckung aller Massstäbe kodieren zu können, weist jeder Massstab zusätzlich eine neben der jeweiligen Absolutspur angeordnete Massstabskodierung auf, welche jeden Massstab eindeutig kennzeichnet und von den anderen Massstäben unterscheidet. Weiterhin ist eine Abtastvorrichtung vorhanden, welche in der Längsrichtung der Massstäbe bewegbar ist und eine Sensoranordnung mit drei oder mehr Sensoren zum Abtasten der Absolutspuren und der Massstabskodierungen umfasst. Ein erster und ein zweiter Sensor der Sensoranordnung der Abtasteinrichtung sind zum Abtasten der Absolutspuren bestimmt, wobei der erste und der zweite Sensor bezüglich der Längsrichtung der Massstäbe in einen vorbestimmten Abstand relativ zueinander angeordnet sind und die Massstäbe derart angeordnet sind, dass der Abstand von je zwei aufeinanderfolgenden Massstäben kleiner ist als der vorbestimmte Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass - zumindest dann, wenn die Abtastvorrichtung in einem Übergangsbereich zwischen zwei benachbarten Massstäben platziert ist - die Absolutspuren von zwei benachbarten Massstäben mittels des ersten und des zweiten Sensors abtastbar sind und mittels des ersten Sensors eine absolute Position mit Bezug auf einen der zwei benachbarten Massstäbe und mittels des zweiten Sensors eine absolute Position mit Bezug auf die andere der zwei benachbarten Massstäbe ermittelbar ist. Weiterhin umfasst die Sensoranordnung zumindest einen dritten Sensor zum Abtasten der jeweiligen Massstabskodierung eines Massstabs. Um eine absolute Position mit Bezug auf die gesamte Anordnung aller Massstäbe bestimmen zu können, umfasst die Wegmessvorrichtung eine Recheneinheit, welche Messsignale, die von dem ersten und dem zweiten Sensor beim Abtasten der Absolutspuren bzw. vom dritten Sensor beim Abtasten der Massstabskodierungen erzeugt werden, auswertet und aus diesen Messsignalen die absolute Position mit Bezug auf die gesamte Anordnung aller Massstäbe berechnet. Diese Wegmessvorrichtung hat den Nachteil, dass alle Massstäbe derart unterschiedlich ausgebildet sein müssen, dass jeder Massstab sich von allen anderen Massstäben unterscheidet (zumindest durch die jeweiligen Massstabskodierungen). Zur Realisierung des Messsystems muss deshalb unter Umständen eine grosse Zahl jeweils verschiedener Massstäbe bereitgestellt werden. Falls einer der Massstäbe im Betrieb der Wegmessvorrichtung unbrauchbar werden sollte und durch einen anderen Massstab ersetzt werden müsste, ergibt sich als weiterer Nachteil, dass der unbrauchbare Massstab nur durch einen anderen Massstab ersetzt werden kann, welcher sich von allen übrigen Massstäben unterscheidet, was die Auswahl des anderen Massstabs einschränkt.In the publication US 7432497 B2 there is disclosed a linear path measuring device for determining an absolute position comprising a plurality of scales arranged in a row one after another and each having an absolute track extending over the entire length of the respective scale having a plurality of position markers for encoding a plurality of absolute positions , With regard to the structure of the absolute track, in particular with regard to the arrangement of the respective position markings for coding absolute positions on the respective absolute track, the individual scale bars are absolutely identical. The position markings contained in the absolute track of a single scale are therefore only suitable for encoding absolute positions with respect to this individual scale. In order to be able to code a plurality of absolute positions over the entire longitudinal extension of all scales, each scale additionally has a scale coding arranged next to the respective absolute track, which clearly identifies each scale and differentiates it from the other scales. Furthermore, there is a scanning device which is movable in the longitudinal direction of the scale bars and comprises a sensor arrangement with three or more sensors for scanning the absolute tracks and the scale codes. A first and a second sensor of the sensor arrangement of the scanning device are intended for scanning the absolute tracks, wherein the first and the second sensor with respect to the longitudinal direction of the scale bars are arranged at a predetermined distance relative to each other and the scales are arranged such that the distance of two each successive scales is less than the predetermined distance between the first and the second sensor. In this way, it is ensured that - at least when the scanning device is placed in a transition region between two adjacent scales - the absolute tracks of two adjacent scales are scanned by the first and second sensors and by means of the first sensor with respect to an absolute position one of the two adjacent scale bars and by means of the second sensor an absolute position with respect to the other of the two adjacent scale bars can be determined. Furthermore, the sensor arrangement comprises at least one third sensor for scanning the respective scale coding of a scale. In order to be able to determine an absolute position with respect to the entire arrangement of all scales, the distance measuring device comprises a computing unit which evaluates measurement signals which are generated by the first and the second sensor when scanning the absolute tracks or by the third sensor when scanning the scale codes and calculated from these measurement signals the absolute position with respect to the entire arrangement of all scales. This path measuring device has the Disadvantage that all scales must be designed differently so that each scale is different from all other scales (at least by the respective scale codes). For the realization of the measuring system may therefore be provided a large number of different scales. If one of the scales in the operation of the distance measuring device should be unusable and would have to be replaced by another scale, it results as a further disadvantage that the unusable scale can only be replaced by another scale, which differs from all other scales, which is the selection of the other scale limits.

Da die verschiedenen Massstäbe der Wegmessvorrichtung bei einer Installation in der Regel nur mit bestimmten Toleranzen hinsichtlich ihrer Position montiert werden können, weisen jeweils zwei benachbarte (in Längsrichtung der Massstäbe unmittelbar hintereinander angeordnete) Massstäbe nach der Installation in Längsrichtung der Massstäbe einen bestimmten Abstand auf, welcher zunächst nicht genau bekannt ist. Dementsprechend weisen auch die beiden Absolutspuren, welche an zwei benachbarten (in Längsrichtung der Massstäbe unmittelbar hintereinander angeordneten) Massstäben ausgebildet sind, in Längsrichtung der Massstäbe einen bestimmten Abstand auf, welcher ebenfalls zunächst nicht genau bekannt ist.Since the different scales of the Wegmessvorrichtung can be mounted in an installation usually only with certain tolerances in terms of their position, each have two adjacent (in the longitudinal direction of the scales immediately behind one another) scales after installation in the longitudinal direction of the scales a certain distance, which initially not known exactly. Accordingly, the two absolute tracks, which are formed on two adjacent (in the longitudinal direction of the scales immediately one behind the other arranged) scales, in the longitudinal direction of the scales on a certain distance, which is also not known exactly first.

Um eine absolute Position mit Bezug auf die gesamte Anordnung aller Massstäbe bestimmen zu können, ist es daher bei einer ersten Inbetriebnahme der Wegmessvorrichtung notwendig, die Abtasteinrichtung zu veranlassen, eine „lnitialisierungsfahrt“ entlang der gesamten Anordnung aller Massstäbe in Längsrichtung der Massstäbe durchzuführen. Bei einer derartigen Initialisierungsfahrt der Abtasteinrichtung werden mittels des ersten und des zweiten Sensors die jeweiligen Absolutspuren gleichzeitig abgetastet und durch Vergleich der vom ersten Sensor und vom zweiten Sensor erzeugten Messsignale die jeweiligen Abstände zwischen jeweils zwei Absolutspuren, welche an zwei benachbarten (in Längsrichtung der Massstäbe unmittelbar hintereinander angeordneten) Massstäben ausgebildet sind, berechnet. Diese berechneten Abstände zwischen je zwei benachbarten Absolutspuren werden dabei in einem Datenspeicher gespeichert. Im Anschluss an diese Initialisierungsfahrt der Abtasttasteinrichtung ist die Recheneinheit der Wegmessvorrichtung schliesslich in der Lage, aus den vom ersten, zweiten und dritten Sensor erzeugten Messsignalen und den im Datenspeicher gespeicherten Abständen zwischen je zwei benachbarten Absolutspuren jeweils die momentane absolute Position der Abtasttasteinrichtung mit Bezug auf die gesamte Anordnung aller Massstäbe zu berechnen.In order to be able to determine an absolute position with respect to the entire arrangement of all scales, it is therefore necessary, when the path measuring device is put into operation for the first time, to cause the scanning device to perform an "initialization run" along the entire arrangement of all scales in the longitudinal direction of the scales. During such an initialization run of the scanning device, the respective absolute tracks are scanned simultaneously by comparing the measurement signals generated by the first sensor and the second sensor, the respective distances between two absolute tracks, which at two adjacent (in the longitudinal direction of the scales directly arranged one behind the other) are formed scales calculated. These calculated distances between each two adjacent absolute tracks are stored in a data memory. Following this initialization of the Abtasttasteinrichtung the arithmetic unit of the path measuring device is finally able, from the measurement signals generated by the first, second and third sensor and the data stored in the memory between each two adjacent absolute tracks respectively the instantaneous absolute position of the Abtasttasteinrichtung with respect to to calculate the total arrangement of all scales.

Falls einer der Massstäbe im Betrieb der Wegmessvorrichtung unbrauchbar werden sollte und durch einen anderen Massstab ersetzt werden müsste, ergibt sich als weiterer Nachteil, dass nach dem Ersatz des unbrauchbaren Massstabs durch einen anderen Massstab wieder eine Initialisierungsfahrt der Abtasttasteinrichtung in der Längsrichtung der Massstäbe (zumindest über einen Teil der Massstäbe) durchgeführt werden muss und die Positionsmarkierungen der jeweiligen Massstäbe mittels der Abtasteinrichtung wiederholt abgetastet werden müssen, damit die Abstände zwischen je zwei benachbarten Absolutspuren auch nach dem Austausch des unbrauchbaren Massstabs auf der Grundlage aktualisierter Messwerte neu erfasst und im Datenspeicher gespeichert werden können.If one of the scales in the operation of the distance measuring device should be unusable and would have to be replaced by another scale, there is the further disadvantage that after replacing the unusable scale by another scale again an initialization of the Abtasttasteinrichtung in the longitudinal direction of the scales (at least over a portion of the scales) and the position marks of the respective scales must be scanned repeatedly by the scanner so that the distances between any two adjacent absolute tracks can be re-acquired and stored in the data memory even after the unusable scale has been replaced on the basis of updated measurements ,

Aus der Druckschrift EP 2 533 018 A1 ist ein lineares Wegmesssystem zum Bestimmen einer Position eines Laufschlittens in Relation zu einer aus einer Mehrzahl von Einzelschienen zusammengesetzten Laufschiene bekannt. Jede der Einzelschienen ist mit einem sich in der Längsrichtung erstreckenden Massstab versehen, welcher inkrementelle Positionsmarkierungen und/oder absolute Positionsmarkierungen umfasst. Hierbei ist vorgesehen, dass alle Massstäbe hinsichtlich der Positionsmarkierungen identisch ausgebildet sind und die (jeweils mit einem Massstab versehenen) Einzelschienen als identische Bauteile bereitgestellt werden können. Um verschiedene Einzelschienen voneinander unterscheiden zu können, kann jede Einzelschiene mit einer individuellen Kodierung versehen sein. Die individuelle Kodierung eine Einzelschiene ist hierbei durch eine Mehrzahl von Verschlussstopfen implementiert, welche in jeweilige Bohrungen der Einzelschiene eingesetzt werden und diese Bohrungen verschliessen, wobei jeder Verschlussstopfen eine diskrete Information trägt, welche die individuelle Kodierung der jeweiligen Einzelschiene repräsentiert. Weiterhin ist eine Abtasteinrichtung mit Sensoren zum Abtasten der Positionsmarkierungen der Massstäbe und der an den Verschlussstopfen ausgebildeten individuellen Kodierungen vorhanden. Die Bohrungen, in welche die Verschlussstopfen einzusetzen sind, sind in der Regel durchgehende Bohrungen, in welche Befestigungsmittel zum Befestigen der jeweiligen Einzelschiene an einer Unterlage einsetzbar sind. Dementsprechend können die jeweiligen Verschlussstopfen erst nach einer Montage der Einzelschienen installiert werden und müssen wieder entfernt werden, falls eine Einzelschiene ausgetauscht werden müsste (z.B. im Falle eines Defekts). Das hat den Nachteil, dass nach einer Inbetriebnahme des Wegmesssystems im Lauf der Zeit einzelne Verschlussstopfen unerwünschterweise entfernt werden können und ggf. verloren gehen können oder verschiedene Verschlussstopfen von Benutzern des Wegmesssystems miteinander vertauscht oder fehlerhaft platziert werden können (z.B. an einem falschen Ort, d.h. nicht in einer Bohrung, welche der jeweiligen individuellen Kodierung zugeordnet ist, die an dem jeweiligen Verschlussstopfen ausgebildet ist). Letzteres führt im Betrieb des Wegmesssystems zu Fehlern bei der Bestimmung einer Position und beeinträchtigt folglich die Funktionsfähigkeit des Wegmesssystems.From the publication EP 2 533 018 A1 For example, a linear displacement measuring system is known for determining a position of a carriage in relation to a track rail composed of a plurality of individual rails. Each of the individual rails is provided with a longitudinally extending scale comprising incremental position marks and / or absolute position marks. In this case, it is provided that all scales are identical in terms of the position markings and that the individual rails (each provided with a scale) can be provided as identical components. In order to distinguish different individual rails from each other, each individual rail can be provided with an individual coding. The individual coding of a single rail is in this case implemented by a plurality of sealing plugs which are inserted into respective bores of the single rail and close these bores, each sealing plug carrying discrete information representing the individual coding of the respective single rail. Furthermore, there is a scanner with sensors for sensing the position marks of the scales and the individual codes formed on the plugs. The holes into which the sealing plugs are to be inserted are generally through holes into which fastening means for fastening the respective individual rail to a base can be inserted. Accordingly, the respective sealing plug can be installed only after installation of the individual rails and must be removed again, if a single rail would have to be replaced (eg in the case of a defect). This has the disadvantage that after a commissioning of the displacement measuring system over time individual plugs can be removed undesirably and possibly lost or different plugs of users of the displacement encoder can be interchanged or incorrectly placed (eg in a wrong place, ie not in a bore associated with the respective individual coding formed on the respective sealing plug). The latter leads to errors in the determination of a position during operation of the position measuring system and consequently affects the functionality of the position measuring system.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine lineare Wegmessvorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Position mit Bezug auf eine aus mehreren einzelnen Schienensegmenten zusammengesetzte lineare Schiene zu schaffen, welche auf einfache Weise installierbar und in Betrieb nehmbar ist und einen einfachen Austausch einzelner Schienensegmente ermöglicht. Weiterhin soll eine Linearführung in Kombination mit einer derartigen linearen Wegmessvorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Position vorgeschlagen werden.The present invention has for its object to avoid the disadvantages mentioned and to provide a linear Wegmessvorrichtung for determining an absolute position with respect to a composed of several individual rail segments linear rail, which is easy installable and operable in operation and a simple exchange individual rail segments allows. Furthermore, a linear guide in combination with such a linear displacement measuring device for determining an absolute position to be proposed.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine lineare Wegmessvorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Position mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Linearführung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.This object is achieved by a linear path measuring device for determining an absolute position with the features of claim 1 and a linear guide having the features of claim 11.

Die lineare Wegmessvorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Position umfasst eine lineare Schiene, welche eine Längsachse aufweist und aus mehreren einzelnen Schienensegmenten zusammengesetzt ist, welche Schienensegmente in Richtung der Längsachse hintereinander angeordnet sind, wobei jedes der Schienensegmente eine Massverkörperung aufweist, welche zumindest eine sich in Richtung der Längsachse erstreckende erste Inkrementalspur mit einer Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen umfasst, und wobei die Massverkörperung eines der Schienensegmente neben der ersten Inkrementalspur dieser Massverkörperung eine Absolutspur mit einer Mehrzahl von Positionsmarkierungen zur Kodierung von mehreren vorgegebenen absoluten Positionen, welche in Richtung der Längsachse hintereinander liegen, aufweist.The linear path measuring device for determining an absolute position comprises a linear rail, which has a longitudinal axis and is composed of a plurality of individual rail segments, which rail segments are arranged one behind the other in the direction of the longitudinal axis, wherein each of the rail segments has a dimensional scale, which at least one in the direction of Having longitudinal axis extending first incremental track with a plurality of equidistantly arranged position markings, and wherein the scale of one of the rail segments next to the first incremental track of this scale an absolute track with a plurality of position markers for encoding a plurality of predetermined absolute positions, which lie in the direction of the longitudinal axis one behind the other ,

Die lineare Wegmessvorrichtung umfasst ausserdem eine Abtasteinrichtung mit einer Sensoranordnung zum Abtasten der Massverkörperungen, welche Sensoranordnung mindestens einen ersten Sensor, einen zweiten Sensor und einen dritten Sensor umfasst. Die Abtasteinrichtung ist bezüglich der Schiene derart geführt, dass sie in Richtung der Längsachse entlang mehrerer der Schienensegmente bewegbar ist, wobei der erste Sensor ausgebildet ist, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur eines der Schienensegmente zu detektieren und ein erstes Signal zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung relativ zu der mindestens einen, vom ersten Sensor detektierten Positionsmarkierung enthält, und wobei der zweite Sensor ausgebildet ist, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur eines der Schienensegmente zu detektieren und ein zweites Signal zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung relativ zu der mindestens einen, vom zweiten Sensor detektierten Positionsmarkierung enthält. Der erste Sensor und der zweite Sensor sind in Richtung der Längsachse relativ zueinander um eine vorbestimmte Distanz versetzt angeordnet, sodass die Abtasteinrichtung bezüglich je zwei benachbarten Schienensegmenten in eine Position bringbar ist, in welcher der erste Sensor mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur der Massverkörperung der einen der zwei benachbarten Schienensegmente detektiert und der zweite Sensor mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur der Massverkörperung der anderen der zwei benachbarten Schienensegmente detektiert. Der dritte Sensor ist ausgebildet, die Absolutspur der Massverkörperung des einen der Schienensegmente abzutasten und ein drittes Signal zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung relativ zu den vorgegebenen absoluten Positionen enthält.The linear path measuring device further comprises a scanning device with a sensor arrangement for scanning the dimensional standards, which sensor arrangement comprises at least a first sensor, a second sensor and a third sensor. The scanning device is guided with respect to the rail such that it is movable in the direction of the longitudinal axis along a plurality of rail segments, wherein the first sensor is designed to detect at least one position mark of the first incremental track of one of the rail segments and to generate a first signal which contains information includes a position of the scanner relative to the at least one position marker detected by the first sensor, and wherein the second sensor is configured to detect at least one position marker of the first incremental track of one of the rail segments and to generate a second signal indicative of a position the scanner includes relative to the at least one position marker detected by the second sensor. The first sensor and the second sensor are arranged offset relative to each other in the direction of the longitudinal axis by a predetermined distance, so that the scanning device with respect to each two adjacent rail segments can be brought into a position in which the first sensor at least one of the position marks of the first incremental track of the scale of the detects one of the two adjacent rail segments and the second sensor detects at least one of the position markings of the first incremental track of the dimensional scale of the other of the two adjacent rail segments. The third sensor is configured to scan the absolute track of the dimensional scale of the one of the rail segments and to generate a third signal which contains information about a position of the scanning device relative to the predetermined absolute positions.

Die lineare Wegmessvorrichtung umfasst ausserdem eine erste Auswerteeinrichtung für das dritte Signal, welche ausgebildet ist zu detektieren, ob sich die Abtasteinrichtung an einer der vorgegebenen absoluten Positionen bezüglich des einen der Schienensegmente befindet, und - falls eine Auswertung des dritten Signals ergibt, dass sich die Abtasteinrichtung an einem ersten Zeitpunkt an einer der vorgegebenen absoluten Positionen bezüglich des einen der Schienensegmente befindet - einen ersten Absolutwert zu ermitteln, welcher diese eine der vorgegebenen absoluten Positionen repräsentiert.The linear path measuring device further comprises a first evaluation device for the third signal, which is designed to detect whether the scanning device is located at one of the predetermined absolute positions with respect to the one of the rail segments, and - if an evaluation of the third signal shows that the scanning device at a first time at one of the predetermined absolute positions with respect to the one of the rail segments - to determine a first absolute value which represents one of the predetermined absolute positions.

Die lineare Wegmessvorrichtung umfasst auch eine zweite Auswerteeinrichtung für das erste Signal und das zweite Signal, welche ausgebildet ist, nach dem ersten Zeitpunkt das erste Signal und das zweite Signal während eines ersten Zeitintervalls zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt auszuwerten und eine Positionsdifferenz zwischen der Position der Abtasteinrichtung zu Beginn des ersten Zeitintervalls und einer Position der Abtasteinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt am Ende des ersten Zeitintervalls zu ermitteln.The linear path measuring device also comprises a second evaluation device for the first signal and the second signal, which is designed to evaluate the first signal and the second signal during the first time interval between the first time and a second time and a position difference between the first time interval Detecting the position of the scanner at the beginning of the first time interval and a position of the scanner at the second time at the end of the first time interval.

Ausserdem ist eine Recheneinheit vorhanden, welche ausgebildet ist, aus dem ersten Absolutwert und der von der zweiten Auswerteeinrichtung ermittelten Positionsdifferenz einen zweiten Absolutwert zu berechnen, welcher eine absolute Position der Abtasteinrichtung zum zweiten Zeitpunkt am Ende des ersten Zeitintervalls repräsentiert.In addition, there is an arithmetic unit which is designed to calculate from the first absolute value and the position difference determined by the second evaluation device a second absolute value which represents an absolute position of the scanning device at the second time at the end of the first time interval.

Die lineare Wegmessvorrichtung gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass jedes der Schienensegmente der linearen Schiene eine Massverkörperung aufweist und die Massverkörperungen aller Schienensegmente eine Inkrementalspur mit einer Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen aufweisen, wobei lediglich die Massverkörperung eines der Schienensegmente zusätzlich eine Absolutspur mit einer Mehrzahl von Positionsmarkierungen zur Kodierung von mehreren vorgegebenen absoluten Positionen aufweist und wobei eine in Längsrichtung der linearen Schiene bewegbare Abtasteinrichtung mit einer Sensoranordnung vorhanden ist, welche eine Abtastung der Positionsmarkierungen der Inkrementalspuren der jeweiligen Schienensegmente und der Positionsmarkierungen der Absolutspur des einen der Schienensegmente ermöglicht. Bei einer Inbetriebnahme der Wegmessvorrichtung ist es lediglich erforderlich, dass die Abtasteinrichtung bezüglich des einen Schienensegments, welches die Absolutspur aufweist, in eine Position gebracht wird, in welcher der dritte Sensor der Abtasteinrichtung (entsprechend dem oben genannten „ersten Absolutwert“) eine der vorgegebenen absoluten Positionen detektiert, welche auf der einen Absolutspur kodiert sind. Die Position, an welcher sich die Abtasteinrichtung im Moment der Detektion der einen der vorgegebenen absoluten Positionen bezüglich des einen der Schienensegmente befindet, kann somit mit der einen der absoluten Positionen identifiziert werden, welche vom dritten Sensor detektiert wurde. Jede Bewegung der Abtasteinrichtung, welche die Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der Führungsschiene von der einen der absoluten Positionen entfernt, welche vom dritten Sensor zuvor detektiert wurde, kann anschliessend durch Abtasten der Inkrementalspuren der jeweiligen Schienensegmente mithilfe des ersten und des zweiten Sensors registriert und quantitativ charakterisiert werden. Eine Auswertung des vom ersten Sensor erzeugten ersten Signals und des vom zweiten Sensor erzeugten zweiten Signals umfasst hierbei insbesondere eine Registrierung einer Änderung des ersten Signals oder einer Änderung des zweiten Signals und ermöglicht hierbei eine präzise Messung der Positionsdifferenz (d.h. der Entfernung) zwischen der Position, an welcher sich die Abtasteinrichtung momentan befindet, und der einen der vorgegebenen absoluten Positionen, welche zuvor mittels des dritten Sensors detektiert wurde, zumal jede Änderung des ersten Signals bzw. jede Änderung des zweiten Signals mit einer bestimmten Änderung der Position der Abtasteinrichtung in Richtung der Längsachse korrespondiert. Die Recheneinheit liefert schliesslich - als Ergebnis einer Berechnung auf der Grundlage der gemessenen Positionsdifferenz und des ersten Absolutwerts für die eine der vorgegebenen absoluten Positionen, welche zuvor mittels des dritten Sensors detektiert wurde - einen „zweiten Absolutwert“, welcher die Position, an welcher sich die Abtasteinrichtung momentan befindet, mit Bezug auf die gesamte Anordnung aller Schienensegmente eindeutig identifiziert und demzufolge eine absolute Position der Abtasteinrichtung definiert. Nach der Detektion einer der vorgegebenen absoluten Positionen, welche auf der einen Absolutspur kodiert sind, stellt demnach die Recheneinheit eine aktuelle Information über eine absolute Position der Abtasteinrichtung mit Bezug auf die gesamte Anordnung aller Schienensegmente bereit. Die von der Recheneinheit berechnete absolute Position wird bei jeder Bewegung der Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der Schiene (entsprechend der jeweiligen momentanen Position) aktualisiert. Die Abtasteinrichtung kann hierbei an eine beliebige Position an einem beliebigen Schienensegment bewegt werden. Auf diese Weise ist jeder beliebigen Position, welche die Abtasteinrichtung mit Bezug auf die gesamte Anordnung aller Schienensegmente einnehmen kann, eine (eindeutige) absolute Position zugeordnet, welche mittels der Recheneinheit berechenbar ist. The linear displacement measuring device according to the invention is characterized in that each of the rail segments of the linear rail has a dimensional representation and the dimensional standards of all rail segments have an incremental track with a plurality of equidistantly arranged position markings, wherein only the dimensional scale of one of the rail segments additionally an absolute track with a plurality of position markings for coding a plurality of predetermined absolute positions, and wherein a scanning device movable in the longitudinal direction of the linear rail is provided with a sensor arrangement which enables a scanning of the position markings of the incremental tracks of the respective rail segments and of the position markings of the absolute track of the one of the rail segments. When commissioning the Wegmessvorrichtung, it is only necessary that the scanning device with respect to the one rail segment, which has the absolute track is brought into a position in which the third sensor of the scanning device (corresponding to the above "first absolute value") one of the predetermined absolute Detects positions which are coded on the one absolute track. The position at which the scanning device is located at the moment of detection of the one of the predetermined absolute positions relative to the one of the rail segments can thus be identified with the one of the absolute positions detected by the third sensor. Any movement of the scanning device that removes the scanning device in the longitudinal direction of the guide rail from the one of the absolute positions previously detected by the third sensor may then be registered and quantitatively characterized by scanning the incremental tracks of the respective rail segments using the first and second sensors , An evaluation of the first signal generated by the first sensor and the second signal generated by the second sensor in this case comprises in particular a registration of a change of the first signal or a change of the second signal and thereby allows a precise measurement of the position difference (ie the distance) between the position, at which the scanning device is currently located, and the one of the predetermined absolute positions, which was previously detected by the third sensor, and in particular any change of the first signal or any change of the second signal with a certain change in the position of the scanning device in the direction of the longitudinal axis corresponds. Finally, as a result of a calculation based on the measured position difference and the first absolute value for the one of the predetermined absolute positions previously detected by the third sensor, the arithmetic unit provides a "second absolute value" representing the position at which the Scanning device is currently located, with respect to the entire arrangement of all rail segments clearly identified and thus defines an absolute position of the scanner. After the detection of one of the predetermined absolute positions which are coded on the one absolute track, the arithmetic unit accordingly provides up-to-date information about an absolute position of the scanning device with respect to the entire arrangement of all rail segments. The absolute position calculated by the arithmetic unit is updated every time the scanning device moves in the longitudinal direction of the rail (corresponding to the respective current position). The scanning device can be moved to any position on any rail segment. In this way, any position which the scanning device can assume with respect to the entire arrangement of all rail segments is assigned a (unambiguous) absolute position, which can be calculated by means of the arithmetic unit.

Diese Berechnung der absoluten Position setzt lediglich voraus, dass für jede beliebige Position, welche die Abtasteinrichtung mit Bezug auf die gesamte Anordnung aller Schienensegmente einnehmen kann, die Positionsdifferenz (d.h. der Entfernung) zwischen dieser beliebigen Position und der einen der vorgegebenen absoluten Positionen, welche zuvor mittels des dritten Sensors detektiert wurde, messbar ist. Die Messbarkeit dieser Positionsdifferenz ist im vorliegenden Fall grundsätzlich dadurch gewährleistet, dass der erste Sensor und der zweite Sensor in Richtung der Längsachse relativ zueinander um eine vorbestimmte Distanz versetzt angeordnet sind, sodass die Abtasteinrichtung bezüglich je zwei benachbarten Schienensegmenten in eine Position bringbar ist, in welcher der erste Sensor mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur der Massverkörperung der einen der zwei benachbarten Schienensegmente detektiert und der zweite Sensor mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur der Massverkörperung der anderen der zwei benachbarten Schienensegmente detektiert. Letzteres gewährleistet, dass - unabhängig von der Position der Abtasteinrichtung - mindestens einer der Sensoren der Abtasteinrichtung (d.h. der erste Sensor, der zweite Sensor oder sowohl der erste Sensor als auch der zweite Sensor) derart mit Bezug auf die Inkrementalspuren platziert ist, dass an jedem Zeitpunkt mindestens ein Signal (d.h. das erste Signal und/oder das zweite Signal) erzeugbar ist, welches mit einer Abtastung der Positionsmarkierungen einer der Inkrementalspuren im Zusammenhang steht und demzufolge zu jedem Zeitpunkt eine Messung einer Positionsveränderung der Abtasteinrichtung in Längsrichtung der linearen Schiene auf der Grundlage einer Auswertung des ersten Signals und/oder des zweiten Signals ermöglicht.This absolute position calculation assumes only that for any position that the scanner can occupy with respect to the entire arrangement of all rail segments, the position difference (ie, the distance) between that arbitrary position and the one of the predetermined absolute positions previously detected by the third sensor is measurable. The measurability of this position difference is basically ensured in the present case in that the first sensor and the second sensor are arranged offset relative to each other by a predetermined distance in the direction of the longitudinal axis, so that the scanning device can be brought into a position with respect to each two adjacent rail segments, in which the first sensor detects at least one of the position markings of the first incremental track of the dimensional scale of the one of the two adjacent rail segments, and the second sensor detects at least one of the position markings of the first incremental track of the dimensional scale of the other of the two adjacent rail segments. The latter ensures that, regardless of the position of the scanner, at least one of the sensors of the scanner (ie, the first sensor, the second sensor or both the first sensor and the second sensor) is placed with respect to the incremental tracks such that at each Timing at least one signal (ie, the first signal and / or the second signal) is generated, which is associated with a sampling of the position marks one of the incremental tracks and therefore at any time a measurement of a change in position of the scanning device in the longitudinal direction of the linear rail on the basis an evaluation of the first signal and / or the second signal allows.

Die Wegmessvorrichtung hat den Vorteil, dass alle Schienensegmente einschliesslich der an dem jeweiligen Schienensegment vorhandenen Massverkörperung - mit Ausnahme des Schienensegments, welches die Absolutspur aufweist - völlig identisch aufgebaut sein können und dementsprechend in einer beliebigen Reihenfolge hintereinander angeordnet sein können, um die lineare Schiene zu bilden. Dies vereinfacht die Bereitstellung aller Schienensegmente, welche zum Aufbau der linearen Schiene benötigt werden, erheblich und erleichtert ausserdem die Montage aller Schienensegmente. Letzteres ist insbesondere zutreffend, wenn ein Schienensegment derart mit einer Massverkörperung versehen ist, dass das Schienensegment zusammen mit der Massverkörperung als ein einzelner Körper vorliegt, welcher als Ganzes transportiert und an einem vorbestimmten Ort montiert werden kann. Weiterhin ist die Inbetriebnahme der Wegmessvorrichtung dadurch vereinfacht, dass zu Beginn der Inbetriebnahme lediglich eine einzige der absoluten Positionen detektiert werden muss, welche auf der einen Absolutspur an einem der Schienensegmente kodiert sind. Für jede beliebige andere Position, in welche die Abtasteinrichtung anschliessend abweichend von der einen bereits detektierten absoluten Position bewegbar ist, kann anschliessend direkt von der Recheneinheit eine absolute Position berechnet werden (auf der Grundlage einer Messung der Positionsdifferenz bezüglich der bereits detektierten absoluten Position mittels einer Abtastung der Inkrementalspuren). Diese Berechnung der absoluten Position kann unmittelbar nach dem Detektieren einer einzigen der absoluten Positionen durchgeführt werden, welcher auf der einen Absolutspur an einem der Segmente kodiert sind, und zwar für jede beliebige Position an einem beliebigen Schienensegment, an welche die Abtasteinrichtung gebracht werden kann. Aus diesem Grund kann jede mögliche absolute Position der Abtasteinrichtung unmittelbar nach dem Detektieren einer einzigen der absoluten Positionen an der einen Absolutspur an einem der Schienensegmente ermittelt werden, ohne dass die Abtasteinrichtung zuvor eine Initialisierungsfahrt über die gesamte Länge der linearen Schienen (d.h. entlang aller Schienensegmente) durchzuführen muss und alle Positionsmarkierungen aller Masseverkörperungen abtasten muss. Auf diese Weise kann eine Inbetriebnahme der Wegmessvorrichtung vorteilhafterweise mit verhältnismässig geringem Aufwand durchgeführt werden, zumal eine Initialisierungsfahrt der vorstehend genannten Art unnötig ist. The displacement measuring device has the advantage that all rail segments including the material present on the respective rail segment dimensional standard - with the exception of the rail segment, which has the absolute track - can be constructed completely identical and accordingly can be arranged in any order one behind the other to form the linear rail , This greatly simplifies the provision of all rail segments needed to construct the linear rail and also facilitates the assembly of all rail segments. The latter is particularly true when a rail segment is provided with a dimensional scale such that the rail segment together with the dimensional scale is present as a single body which can be transported as a whole and mounted at a predetermined location. Furthermore, the commissioning of the displacement measuring device is simplified in that at the beginning of commissioning only a single of the absolute positions must be detected, which are coded on the one absolute track on one of the rail segments. For any other position in which the scanning device is subsequently deviating from the already detected absolute position, an absolute position can then be calculated directly by the arithmetic unit (on the basis of a measurement of the position difference with respect to the already detected absolute position by means of a scan the incremental tracks). This absolute position calculation may be performed immediately after detecting a single one of the absolute positions coded on the one absolute track on one of the segments for any position on any rail segment to which the scanner can be brought. For this reason, any possible absolute position of the scanner immediately after detecting a single one of the absolute positions on the one absolute track on one of the rail segments can be determined without the scanner having previously initiated an initialization run over the entire length of the linear rails (ie along all rail segments). and must scan all position markings of all mass embodiments. In this way, a commissioning of the Wegmessvorrichtung can be advantageously carried out with relatively little effort, especially since an initialization of the aforementioned type is unnecessary.

Eine Ausführungsform der Wegmessvorrichtung ist derart ausgebildet, dass die Abtasteinrichtung, die erste Auswerteeinrichtung, die zweite Auswerteeinrichtung und/oder die Recheneinheit mittels einer Zufuhr von elektrischer Energie betreibbar sind und eine elektrische Energieversorgungseinrichtung vorhanden ist, welche ausgebildet ist, nach dem ersten Zeitpunkt eine unterbrechungsfreie Zufuhr von elektrischer Energie an die Abtasteinrichtung, die erste Auswerteeinrichtung, die zweite Auswerteeinrichtung und/oder die Recheneinheit zu ermöglichen. Die unterbrechungsfreie Zufuhr von elektrischer Energie nach dem ersten Zeitpunkt (d.h. nach dem Zeitpunkt, an dem die Abtasteinrichtung sich an einer der vorgegebenen absoluten Positionen bezüglich des einen der Schienensegmente befindet und einen ersten Absolutwert ermittelt hat, welcher diese eine der vorgegebenen absoluten Positionen repräsentiert) gewährleistet, dass die Abtasteinrichtung, die erste Auswerteeinrichtung und die zweite Auswerteeinrichtung in der Lage sind, nach dem ersten Zeitpunkteine Bewegung der Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der linearen Schienen zu registrieren und die jeweilige Positionsdifferenz zwischen der momentanen Position der Abtasteinrichtung zu einem beliebigen zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt und der Position der Abtasteinrichtung zum ersten Zeitpunkt zu ermitteln. Dementsprechend ist gewährleistet, dass die Recheneinheit an dem zweiten Zeitpunkt einen „zweiten Absolutwert“ bereitstellt, welcher die absolute Position repräsentiert, an welcher sich die Abtasteinrichtung zum zweiten Zeitpunkt befindet, und zwar unabhängig davon, in welche Position die Abtasteinrichtung gegebenenfalls nach dem ersten Zeitpunkt bewegt wurde. Dementsprechend ist gewährleistet, dass die Recheneinheit während der unterbrechungsfreien Zufuhr von elektrischer Energie ständig eine aktuelle Information über die absolute Position der Abtasteinrichtung mit Bezug auf die Gesamtheit aller Schienensegmente bereitstellt (beispielsweise für eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Maschine, welche in Abhängigkeit vom zweiten Absolutwert gesteuert werden soll).An embodiment of the path measuring device is designed such that the scanning device, the first evaluation device, the second evaluation device and / or the arithmetic unit are operable by means of a supply of electrical energy and an electrical power supply device is provided, which is formed after the first time an uninterruptible supply of electrical energy to the scanning device, the first evaluation device, the second evaluation device and / or the computing unit to allow. The uninterruptible supply of electrical energy after the first time (ie after the time at which the scanner is at one of the predetermined absolute positions with respect to the one of the rail segments and has determined a first absolute value representing it one of the predetermined absolute positions) in that the scanning device, the first evaluation device and the second evaluation device are capable of registering a movement of the scanning device in the longitudinal direction of the linear rails after the first time and the respective positional difference between the instantaneous position of the scanning device at any second time after the first Time and position of the scanner to determine the first time. Accordingly, it is ensured that the arithmetic unit at the second time provides a "second absolute value" which represents the absolute position at which the scanner is located at the second time, regardless of which position the scanner moves after the first time, if any has been. Accordingly, it is ensured that during the uninterrupted supply of electrical energy, the arithmetic unit constantly provides up-to-date information about the absolute position of the scanning device with respect to the entirety of all rail segments (for example for a control device for controlling a machine, which are controlled as a function of the second absolute value should).

Eine weitere Ausführungsform der Wegmessvorrichtung ist derart ausgebildet, dass die Massverkörperung mindestens eines der Schienensegmente - mit Ausnahme des einen der Schienensegmente, welches die Absolutspur aufweist - eine zweite Inkrementalspur umfasst, welche sich neben der ersten Inkrementalspur dieses mindestens einen der Schienensegmente in Richtung der Längsachse erstreckt und eine Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen aufweist, und die zweite Inkrementalspur relativ zum dritten Sensor der Abtasteinrichtung derart angeordnet ist, dass die zweite Inkrementalspur mittels des dritten Sensors abtastbar ist und die Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur mittels des dritten Sensors detektierbar sind. Die zweite Inkrementalspur bietet die Möglichkeit, durch Abtasten der (inkrementellen) Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur mittels des dritten Sensors mindestens ein zusätzliches Messsignal zu generieren, welches insbesondere geeignet ist, Informationen zu liefern, welche eine Kontrolle der Wegmessvorrichtung ermöglichen, beispielsweise im Hinblick auf konstruktive Einzelheiten der Schienensegmente und/oder die Funktionsfähigkeit der Wegmessvorrichtung. Beispielsweise können die Massverkörperung mehrerer Schienensegmente und insbesondere die Massverkörperungen aller Schienensegmente - mit Ausnahme des einen der Schienensegmente, welches die Absolutspur aufweist - eine derartige zweite Inkrementalspur umfassen.A further embodiment of the path measuring device is designed in such a way that the dimensional scale of at least one of the rail segments-with the exception of the one of the rail segments having the absolute track-comprises a second incremental track extending in the direction of the longitudinal axis in addition to the first incremental track of this at least one of the rail segments and a plurality of equidistantly arranged position markings, and the second incremental track is arranged relative to the third sensor of the scanning device such that the second incremental track can be scanned by the third sensor and the position markings of the second incremental track are detectable by means of the third sensor. The second incremental track offers the possibility of generating at least one additional measurement signal by scanning the (incremental) position markings of the second incremental track by means of the third sensor, which is particularly suitable for providing information which permits control of the position-measuring device, for example in terms of design Details of the rail segments and / or the functionality of the Wegmessvorrichtung. For example, the dimensional scale of a plurality of rail segments, and in particular the dimensions of all rail segments - with the exception of the one of the rail segments, which has the absolute track - comprise such a second incremental track.

In einer Variante dieser Ausführungsform sind zwei benachbarte Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher grösser als der Abstand zwischen zwei benachbarten Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur ist. Alternativ oder zusätzlich kann der dritte Sensor ausgebildet sein, beim Abtasten der zweiten Inkrementalspur ein viertes Signal zu erzeugen, und die Recheneinheit ausgebildet sein, das vierte Signal mit dem ersten Signal und/oder dem zweiten Signal zu vergleichen.In a variant of this embodiment, two adjacent position markings of the second incremental track are arranged at a distance which is greater than the distance between two adjacent position markings of the first incremental track. Alternatively or additionally, the third sensor may be configured to generate a fourth signal during scanning of the second incremental track, and the arithmetic unit may be configured to compare the fourth signal with the first signal and / or the second signal.

Bei einer Bewegung der Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der linearen Schiene ist zu erwarten, dass der erste Sensor, der zweite Sensor bzw. der dritte Sensor beim Abtasten der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur bzw. beim Abtasten der Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur jeweils Signale, welche idealerweise (d.h. wie es bei korrekter Funktion der Wegmessvorrichtung zu erwarten ist) jeweils Signale erzeugen, welche periodisch variieren als Funktion einer Ortskoordinate, welche die Position der Sensoranordnung kennzeichnet und sich dementsprechend bei einer Bewegung der Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der Inkrementalspur verändert, wobei alle diese Signale miteinander synchronisiert sind. Sollten im Betrieb der Wegmessvorrichtung die von den jeweiligen Sensoren erzeugten Signale wider Erwarten ein hiervon abweichendes Verhalten zeigen, könnte dies auf bestimmte Mängel und/oder Unregelmässigkeiten hinweisen, beispielsweise auf Fehler hinsichtlich der Konstruktion und/oder Installation der Wegmessvorrichtung oder auf Unregelmässigkeiten im Betrieb der Wegmessvorrichtung (Betriebsstörungen).In the case of a movement of the scanning device in the longitudinal direction of the linear rail, it is to be expected that the first sensor, the second sensor or the third sensor respectively, when scanning the position markings of the first incremental track or when scanning the position markings of the second incremental track, signals which ideally ie as it is to be expected with correct operation of the position measuring device) each generate signals which vary periodically as a function of a location coordinate which characterizes the position of the sensor arrangement and accordingly changes upon movement of the scanning device in the longitudinal direction of the incremental track, all of these signals with each other are synchronized. If the signals generated by the respective sensors unexpectedly show a deviating behavior during operation of the displacement measuring device, this could indicate certain defects and / or irregularities, for example errors with regard to the design and / or installation of the displacement measuring device or irregularities in operation of the displacement measuring device (malfunctions).

Falls zwei benachbarte Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur in einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher grösser als der Abstand zwischen zwei benachbarten Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur ist, erzeugen der erste und der zweite Sensor bei einer Bewegung der Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der linearen Schiene jeweils periodisch als Funktion der Zeit variierende Signale (d.h. das erste Signal bzw. das zweite Signal), welche mit einer grösseren Frequenz variieren als ein entsprechendes (periodisch als Funktion der Zeit variierendes) Signal (das vierte Signal), welches der dritte Sensor beim Abtasten der zweiten Inkrementalspur erzeugt. Die vom ersten Sensor bzw. dem zweiten Sensor erzeugten Signale sind in diesem Fall von dem vom dritten Sensor erzeugten Signal anhand der jeweiligen Frequenzen unterscheidbar, mit welchen die Signale als Funktion der Zeit variieren. Die Grösse des Abstandes, in dem jeweils zwei benachbarte Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur in Längsrichtung der linearen Schiene hintereinander angeordnet sind, kann jeweils frei gewählt werden, beispielsweise derart, dass die jeweilige Grösse dieses Abstandes in Abhängigkeit von charakteristischen Parametern der Wegmessvorrichtung variiert und demnach als eine Kodierung der charakteristischen Parameter dient. Als „charakteristische Parameter der Wegmessvorrichtung“ kommen diesbezüglich beispielsweise in Betracht: die „Baugrösse“ des jeweiligen Schienensegments, charakterisiert durch die Länge, Höhe und/oder Breite des Schienensegments; eine Kennzeichnung einer bestimmten Ausführungsform der Wegmessvorrichtung, sofern die Wegmessvorrichtung in verschiedenen Ausführungsformen realisierbar ist. Eine Auswertung des vierten Signals, welches mittels des dritten Sensors beim Abtasten der zweiten Inkrementalspur erzeugbar ist, liefert in diesem Fall eine Information über die jeweiligen charakteristischen Parameter der Wegmessvorrichtung. Eine derartige Auswertung des vierten Signals ermöglicht beispielsweise eine mit technischen Mitteln automatisch durchführbare Kontrolle, ob die Wegmessvorrichtung tatsächlich „korrekt“ installiert ist, d.h. insbesondere aus denjenigen Komponenten (beispielsweise Schienensegmenten) zusammengesetzt ist, welche ursprünglich für eine bestimmte Installation der Wegmessvorrichtung vorgesehen waren.If two adjacent position markings of the second incremental track are arranged at a distance which is greater than the distance between two adjacent position markings of the first incremental track, the first and the second sensor periodically generate a function when the scanning device moves in the longitudinal direction of the linear rail time-varying signals (ie, the first signal and the second signal, respectively) which vary at a greater frequency than a corresponding (periodically, as a function of time) varying signal (the fourth signal) which the third sensor generates when scanning the second incremental track , The signals generated by the first sensor and the second sensor are distinguishable in this case from the signal generated by the third sensor on the basis of the respective frequencies with which the signals vary as a function of time. The size of the distance, in each case two adjacent position markings of the second incremental track in the longitudinal direction of the linear rail are arranged one behind the other, can be chosen freely, for example, such that the respective size of this distance varies depending on characteristic parameters of the Wegmessvorrichtung and therefore as a Coding of the characteristic parameters is used. As "characteristic parameters of the Wegmessvorrichtung" come into consideration in this regard, for example: the "size" of the respective rail segment, characterized by the length, height and / or width of the rail segment; an identification of a particular embodiment of the Wegmessvorrichtung, if the Wegmessvorrichtung is feasible in various embodiments. An evaluation of the fourth signal, which can be generated by means of the third sensor when scanning the second incremental track, in this case provides information about the respective characteristic parameters of the position-measuring device. Such an evaluation of the fourth signal, for example, makes it possible to automatically check, by technical means, whether the position-measuring device is actually installed "correctly", i. is composed in particular of those components (for example, rail segments), which were originally intended for a specific installation of the Wegmessvorrichtung.

Der dritte Sensor ist derart angeordnet, dass er geeignet ist, jeweils abhängig von der jeweiligen Position, welche die Abtasteinrichtung bezüglich der linearen Schiene einnimmt, alternativ die Positionsmarkierungen der einen Absolutspur an dem einen der Schienensegmente oder die Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur an den anderen der Schienensegmente abzutasten. Die jeweilige zweite Inkrementalspur ist von der Absolutspur zumindest dadurch unterscheidbar, dass die zweite Inkrementalspur und die Absolutspur Positionsmarkierungen aufweisen, welche sich hinsichtlich ihrer räumlichen Anordnung unterscheiden (die Positionsmarkierungen der Absolutspur sind in der Regel nicht äquidistant angeordnet, im Gegensatz zu den Positionsmarkierungen einer Inkrementalspur). Eine Auswertung der jeweils vom dritten Sensor erzeugten Signale ermöglicht deshalb eine mit technischen Mitteln automatisch durchführbare Kontrolle, ob die Abtasteinrichtung gerade an dem einen Schienensegment angeordnet ist, welches die Absolutspur aufweist, oder ob die Abtasteinrichtung an einem anderen der Schienensegmente angeordnet ist.The third sensor is arranged such that it is suitable, depending on the respective position which the scanning device assumes with respect to the linear rail, alternatively the position markings of the one absolute track on the one of the rail segments or the position markings of the second incremental track on the other of the rail segments scan. The respective second incremental track can be distinguished from the absolute track at least in that the second incremental track and the absolute track have position markings which differ with regard to their spatial arrangement (the position markers of the absolute track are generally not arranged equidistantly, in contrast to the position markings of an incremental track). , An evaluation of the signals generated by the third sensor therefore makes it possible to carry out an automatic check by means of technical means whether the scanning device is currently arranged on the one rail segment having the absolute track or if the scanning device is arranged on another of the rail segments.

Eine weitere Variante der vorstehend genannten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass die Absolutspur des einen der Schienensegmente eine erste Kodierung umfasst, welche eine Information über mindestens einen charakteristischen Parameter mindestens eines der anderen der Schienensegmente der linearen Schiene enthält, und die erste Kodierung mittels des dritten Sensors detektierbar ist. Hierbei kann der mindestens eine charakteristische Parameter beispielsweise eine Baugrösse mindestens eines der anderen der Schienensegmente oder ein Abstand zwischen zwei benachbarten Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur sein. Die erste Kodierung ist in der Absolutspur platziert, sodass sie mittels des dritten Sensors (bei einer entsprechenden Anordnung der Abtasteinrichtung bezüglich der Absolutspur) abtastbar ist. Der dritte Sensor ist dementsprechend ausgebildet, beim Abtasten der ersten Kodierung ein Signal zu erzeugen, welches beispielsweise mittels der ersten Auswerteeinrichtung auswertbar ist, um den mindestens einen charakteristischen Parameter der vorstehend genannten Art zu ermitteln. Derselbe charakteristische Parameter, welcher der in der Absolutspur des einen der Schienensegmente enthaltenen ersten Kodierung zugeordnet ist, kann auch in den jeweiligen zweiten Inkrementalspuren der anderen Schienensegmente kodiert sein: Wie erwähnt, kann die Grösse des Abstandes, in dem jeweils zwei benachbarte Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur in Längsrichtung der linearen Schiene hintereinander äquidistant angeordnet sind, derart gewählt werden, dass die jeweilige Grösse dieses Abstandes als eine Kodierung von charakteristischen Parametern der Wegmessvorrichtung (z.B. als Kodierung der Baugrösse des jeweiligen Schienensegments, charakterisiert durch die Länge, Höhe und/oder Breite des Schienensegments) dient. Dementsprechend können die erste Kodierung auf der Absolutspur des einen der Schienensegmente und die zweite Inkrementalspur der jeweiligen anderen Schienensegmente derart implementiert werden, dass die erste Kodierung auf der Absolutspur des einen der Schienensegmente und die zweite Inkrementalspur jeweils erkennen lassen, ob das eine Schienensegment, welches die Absolutspur aufweist, und jedes andere Schienensegment, welches die zweite Inkrementalspur aufweist, hinsichtlich vorbestimmter charakteristischer Parameter der Wegmessvorrichtung (z.B. hinsichtlich der Baugrösse der jeweiligen Schienensegmente) miteinander kompatibel sind. In diesem Fall ermöglicht eine Auswertung der jeweils vom dritten Sensor erzeugten Signale eine mit technischen Mitteln automatisch durchführbare Kontrolle, ob die lineare Schiene der Wegmessvorrichtung ausschliesslich aus Schienensegmenten zusammengesetzt ist, welche hinsichtlich vorbestimmter charakteristischer Parameter der Wegmessvorrichtung miteinander kompatibel sind.Another variant of the aforementioned embodiment is designed such in that the absolute track of the one of the rail segments comprises a first coding which contains information about at least one characteristic parameter of at least one of the other of the rail segments of the linear rail, and the first coding can be detected by means of the third sensor. In this case, the at least one characteristic parameter can be, for example, a size of at least one of the other of the rail segments or a distance between two adjacent position marks of the second incremental track. The first coding is placed in the absolute track so that it can be scanned by means of the third sensor (in the case of a corresponding arrangement of the scanning device relative to the absolute track). The third sensor is accordingly designed to generate a signal during scanning of the first coding, which signal can be evaluated, for example, by means of the first evaluation device in order to determine the at least one characteristic parameter of the aforementioned type. The same characteristic parameter associated with the first coding contained in the absolute track of one of the rail segments may also be encoded in the respective second incremental tracks of the other rail segments: As mentioned, the size of the spacing may be in each of two adjacent position marks of the second incremental track are arranged equidistantly one behind the other in the longitudinal direction of the linear rail, are selected such that the respective size of this distance as a coding of characteristic parameters of the Wegmessvorrichtung (eg as encoding the size of the respective rail segment, characterized by the length, height and / or width of the rail segment ) serves. Accordingly, the first encoding on the absolute track of one of the rail segments and the second incremental track of the respective other rail segments may be implemented such that the first encoding on the absolute track of one of the rail segments and the second incremental track respectively indicate whether the one rail segment comprising the rail Absolute track, and any other rail segment, which has the second incremental track, with respect to predetermined characteristic parameters of the Wegmessvorrichtung (eg, in terms of the size of the respective rail segments) are compatible with each other. In this case, an evaluation of the respective signals generated by the third sensor allows an automatically feasible by technical means control whether the linear rail of the Wegmessvorrichtung is composed exclusively of rail segments, which are compatible with each other with respect to predetermined characteristic parameters of the distance measuring device.

Eine Ausführungsform der Wegmessvorrichtung ist derart ausgebildet, dass die lineare Schiene aus mehr als zwei der Schienensegmente zusammengesetzt ist und alle Schienensegmente - mit Ausnahme des einen der Schienensegmente, welches die Absolutspur aufweist - identisch ausgebildet sind. Die Bezeichnung „identisch ausgebildet“ umfasst hierbei, dass die Schienensegmente einschliesslich der jeweiligen Massverkörperungen identisch sind. Eine Verwendung mehrerer identischer Schienensegmente vereinfacht die Bereitstellung der für die Installation der Wegmessvorrichtung benötigten Schienensegmente und die Installation der Wegmessvorrichtung im Hinblick auf die Montage der Schienensegmente. Eine Verwendung mehrerer identischer Schienensegmente vereinfacht insbesondere eine Lagerhaltung für die jeweiligen Schienensegmente, welche für den Aufbau einer oder mehrerer Wegmessvorrichtungen benötigt werden, und vereinfacht die Logistik bei der Installation einer oder mehrerer Wegmessvorrichtungen.An embodiment of the path measuring device is designed such that the linear rail is composed of more than two of the rail segments and all rail segments - with the exception of the one of the rail segments, which has the absolute track - are identical. The term "identically formed" here comprises that the rail segments including the respective dimensions are identical. Using a plurality of identical rail segments simplifies the provision of the rail segments required for the installation of the path measuring device and the installation of the path measuring device with regard to the mounting of the rail segments. In particular, using a plurality of identical rail segments simplifies storage for the respective rail segments needed to build one or more path measuring devices and simplifies logistics in installing one or more path measuring devices.

Beispielsweise ist diese Ausführungsform wegen der Verwendung mehrerer identischer Schienensegmente vorteilhafterweise derart implementierbar, dass die Schienensegmente in beliebiger Reihenfolge hintereinander montierbar sind, um die lineare Schiene zu bilden. Bei einer Montage der Schienensegmente muss in diesem Fall niemand auf eine spezifische Reihenfolge der zu montierenden Schienensegmente achten, was die Durchführung der Montage vereinfacht, insbesondere im Hinblick auf eine Kontrolle der zu montierenden Schienensegmente während der Montage. Das hat den Vorteil, dass Fehler bei der Montage der Schienensegmente einfacher vermieden werden können.For example, because of the use of a plurality of identical rail segments, this embodiment can advantageously be implemented in such a way that the rail segments can be mounted one behind the other in any order to form the linear rail. When mounting the rail segments in this case, no one must pay attention to a specific order of the rail segments to be mounted, which simplifies the implementation of the assembly, in particular with regard to a control of the rail segments to be mounted during assembly. This has the advantage that errors in the assembly of the rail segments can be easily avoided.

Bei einer Inbetriebnahme der Wegmessvorrichtung ist massgeblich, dass die Abtasteinrichtung bezüglich des einen Schienensegments, welches die Absolutspur aufweist, in eine Position gebracht wird, in welcher der dritte Sensor der Abtasteinrichtung (entsprechend dem oben genannten „ersten Absolutwert“) eine der vorgegebenen absoluten Positionen detektiert, welche auf der einen Absolutspur kodiert sind. Anschliessend kann jede Bewegung der Abtasteinrichtung, welche die Abtasteinrichtung in der Längsrichtung der linearen Schiene von der einen der absoluten Positionen entfernt, welche vom dritten Sensor zuvor detektiert wurde, durch Abtasten der Inkrementalspuren der jeweiligen Schienensegmente mithilfe des ersten und des zweiten Sensors registriert und quantitativ charakterisiert werden, sodass die Wegmessvorrichtung in der Lage ist, eine jeweils aktuelle absolute Position der Abtasteinrichtung zu berechnen. Die Reihenfolge, in welcher die einzelnen Schienensegmente hintereinander angeordnet sind, hat auf die Bestimmung der aktuellen absoluten Position der Abtasteinrichtung keinen Einfluss und ist deshalb hinsichtlich der Bestimmung der jeweils aktuellen absoluten Position der Abtasteinrichtung nicht relevant.When the position measuring device is put into operation, it is essential that the scanning device is brought into a position with respect to the one rail segment having the absolute track in which the third sensor of the scanning device (corresponding to the abovementioned "first absolute value") detects one of the predetermined absolute positions , which are coded on the one absolute track. Thereafter, any movement of the scanning device that removes the scanning device in the longitudinal direction of the linear rail from the one of the absolute positions previously detected by the third sensor by registering the incremental tracks of the respective rail segments by means of the first and second sensors can be registered and quantitatively characterized so that the path measuring device is able to calculate a respective current absolute position of the scanning device. The sequence in which the individual rail segments are arranged one behind the other has no influence on the determination of the current absolute position of the scanning device and is therefore not relevant with regard to the determination of the respectively current absolute position of the scanning device.

Weiterhin ist diese Ausführungsform wegen der Verwendung mehrerer identischer Schienensegmente vorteilhafterweise derart implementierbar, dass jedes der Schienensegmente - mit Ausnahme des einen der Schienensegmente, welches die Absolutspur aufweist - gegen ein identisches Schienensegment austauschbar ist. Ein derartiger Austausch eines der Schienensegmente könnte beispielsweise zweckmässig sein, falls sich eines der Schienensegmente, welche identisch ausgebildet sind, nach der Inbetriebnahme der Wegmessvorrichtung als defekt erweisen sollte, beispielsweise als Folge einer Beschädigung oder infolge eines Verschleisses. In diesem Fall kann das auszutauschende Schienensegment demontiert und durch ein anderes Schienensegment ersetzt werden. Der Austausch des einen Schienensegments kann während des Betriebs der Wegmessvorrichtung vorgenommen werden. Hierbei ist es zweckmässig, wenn die Abtasteinrichtung vor dem Austausch des einen Schienensegments bezüglich der linearen Schiene derart platziert wurde, dass die Sensoren der Abtasteinrichtung nicht die Positionsmarkierungen auf der Massverkörperung abtasten, welche an dem auszutauschenden Schienensegment ausgebildet ist. In diesem Fall stellt die Recheneinheit vor dem Austausch des einen Schienensegments einen Absolutwert bereit, welcher die aktuelle absolute Position der Abtasteinrichtung korrekt charakterisiert. Wird nun das auszutauschende Schienensegment demontiert und durch ein anderes Schienensegment ersetzt, so hat dies unter den vorstehend genannten Umständen keinen Einfluss auf den Absolutwert, welchen die Recheneinheit bereitstellt, zumal die Abtasteinrichtung in diesem Fall nicht derart platziert ist, dass die Sensoren der Abtasteinrichtung die Positionsmarkierungen auf der Massverkörperung des auszutauschenden Schienensegments detektieren können. Wird die Abtasteinrichtung nach dem Austausch des einen Schienensegments wieder in der Längsrichtung der linearen Schiene bewegt, so kann diese Bewegung der Abtasteinrichtung mithilfe des ersten und des zweiten Sensors durch Abtasten der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur der Massverkörperungen der jeweiligen Schienensegmente registriert und quantitativ charakterisiert werden, sodass die Wegmessvorrichtung in der Lage ist, die jeweils aktuelle absolute Position der Abtasteinrichtung korrekt zu berechnen. Nach dem Austausch des einen Schienensegments kann der Betrieb der Wegmessvorrichtung entsprechend einfach fortgesetzt werden. Um eine korrekte Bestimmung der aktuellen absoluten Position zu ermöglichen, ist es dementsprechend unnötig, die Abtasteinrichtung nach dem Austausch des einen Schienensegments zunächst derart zu platzieren, dass eine der Positionsmarkierungen der einen Absolutspur mittels des dritten Sensors der Abtasteinrichtung detektiert werden kann. Ebenso ist es unnötig, dass die Abtasteinrichtung nach dem Austausch des einen Schienensegments eine Initialisierungsfahrt über die gesamte Länge der linearen Schiene (d.h. entlang aller Schienensegmente) durchführt und alle Positionsmarkierungen aller Masseverkörperungen abtastet. Auf diese Weise kann ein Austausch eines Schienensegments vorteilhafterweise mit verhältnismässig geringem Aufwand durchgeführt werden. Further, because of the use of multiple identical rail segments, this embodiment is advantageously implementable such that each of the rail segments, except for one of the rail segments having the absolute track, is interchangeable with an identical rail segment. Such an exchange of one of the rail segments could be expedient, for example, if one of the rail segments, which are identically formed, should prove to be defective after the start-up of the position measuring device, for example as a result of damage or as a result of wear. In this case, the rail segment to be replaced can be disassembled and replaced by another rail segment. The replacement of the one rail segment can be made during the operation of the Wegmessvorrichtung. In this case, it is expedient if the scanning device has been positioned with respect to the linear rail before the replacement of the one rail segment such that the sensors of the scanning device do not scan the position markings on the material measure which is formed on the rail segment to be exchanged. In this case, before exchanging the one rail segment, the arithmetic unit provides an absolute value which correctly characterizes the current absolute position of the scanning device. If the rail segment to be exchanged is then dismantled and replaced by another rail segment, then under the abovementioned circumstances this has no influence on the absolute value which the arithmetic unit provides, especially since the scanning device is not placed in this case in such a way that the sensors of the scanning device have the position markings can detect on the scale of the rail segment to be replaced. If the scanning device is moved again in the longitudinal direction of the linear rail after the replacement of one rail segment, this movement of the scanning device can be registered and quantitatively characterized by means of the first and the second sensor by scanning the position markings of the first incremental track of the dimensional examples of the respective rail segments, the path measuring device is able to correctly calculate the respective current absolute position of the scanning device. After replacing the one rail segment, the operation of the Wegmessvorrichtung can be continued accordingly simple. In order to enable a correct determination of the current absolute position, it is accordingly unnecessary to first place the scanning device after the replacement of the one rail segment such that one of the position markings of the one absolute track can be detected by means of the third sensor of the scanning device. Likewise, it is unnecessary for the scanning device, after the replacement of the one rail segment, to carry out an initialization run over the entire length of the linear rail (ie along all rail segments) and to scan all the position markings of all the mass embodiments. In this way, an exchange of a rail segment can advantageously be carried out with relatively little effort.

Gegenstand der Erfindung ist ausserdem eine Linearführung, welche einen bewegbaren Körper und eine lineare Wegmessvorrichtung der vorstehend genannten Art umfasst. Der bewegbare Körper ist dabei über Wälzkörper an der linearen Schiene der linearen Wegmessvorrichtung gestützt, sodass die Wälzkörper eine geführte lineare Bewegung des bewegbaren Körpers in Längsrichtung der linearen Schiene ermöglichen, wobei die Abtasteinrichtung der linearen Wegmessvorrichtung am bewegbaren Körper angeordnet ist. Die von der Wegmessvorrichtung bestimmte absolute Position definiert in diesem Fall eine absolute Position des bewegbaren Körpers mit Bezug auf die lineare Schiene, welche aus mehreren in Längsrichtung der Schiene hintereinander angeordneten Schienensegmenten zusammengesetzt ist.The invention also relates to a linear guide, which comprises a movable body and a linear displacement measuring device of the aforementioned type. The movable body is supported via rolling elements on the linear rail of the linear Wegmessvorrichtung, so that the rolling elements allow a guided linear movement of the movable body in the longitudinal direction of the linear rail, wherein the scanning device of the linear Wegmessvorrichtung is arranged on the movable body. The absolute position determined by the path measuring device in this case defines an absolute position of the movable body with respect to the linear rail, which is composed of a plurality of rail segments arranged one behind the other in the longitudinal direction of the rail.

Figurenlistelist of figures

Weitere Einzelheiten der Erfindung und insbesondere beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen linearen Wegmessvorrichtung und der erfindungsgemässen Linearführung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer linearen Schiene, welche aus mehreren in Längsrichtung der linearen Schiene hintereinander angeordneten Schienensegmenten zusammengesetzt ist, wobei die Schienensegmente jeweils eine Massverkörperung mit Positionsmarkierungen aufweisen;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Abtasteinrichtung mit mehreren Sensoren zum Detektieren der Positionsmarkierungen der Massverkörperungen gemäss 1;
  • 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Wegmessvorrichtung mit einer linearen Schiene gemäss 1 und einer Abtasteinrichtung gemäss 2;
  • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Linearführung zum Führen eines bewegbaren Körpers mit einer Wegmessvorrichtung gemäss 3.
Further details of the invention and in particular exemplary embodiments of the inventive linear displacement measuring device and the inventive linear guide will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a linear rail, which is composed of several in the longitudinal direction of the linear rail one behind the other arranged rail segments, wherein the rail segments each having a dimensional scale with position markings;
  • 2 a schematic representation of a scanning device with a plurality of sensors for detecting the position markings of the scale embodiments according to 1 ;
  • 3 a schematic representation of an inventive Wegmessvorrichtung with a linear rail according to 1 and a scanning device according to 2 ;
  • 4 a schematic representation of an inventive linear guide for guiding a movable body with a Wegmessvorrichtung according 3 ,

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Mit Bezug auf 1-3 wird im Folgenden zunächst eine Ausführungsform einer linearen Wegmessvorrichtung gemäss der Erfindung erläutert. Die 3 zeigt - in einer schematischen Darstellung - eine Gesamtansicht einer erfindungsgemässen linearen Wegmessvorrichtung 10, welche eine aus mehreren einzelnen Schienensegmenten zusammengesetzte lineare Schiene 30 und eine in Richtung einer Längsachse 31 der linearen Schiene 30 bewegbare Abtasteinrichtung 50 zum Abtasten von Massverkörperungen umfasst. Zur Verdeutlichung des vorliegenden Sachverhalts zeigen 1 eine separate schematische Darstellung der Schiene 30 und 2 eine separate schematische Darstellung der Abtasteinrichtung 50.Regarding 1-3 will first be an embodiment of a linear Displacement measuring device according to the invention explained. The 3 shows - in a schematic representation - an overall view of an inventive linear Wegmessvorrichtung 10 which is a linear rail composed of several individual rail segments 30 and one in the direction of a longitudinal axis 31 the linear rail 30 movable scanning device 50 for scanning dimensional standards. To clarify the present facts show 1 a separate schematic representation of the rail 30 and 2 a separate schematic representation of the scanner 50 ,

Wie 1 und 3 andeuten, ist die Schiene 30 aus zwei oder mehr einzelnen Schienensegmenten zusammengesetzt, welche Schienensegmente in Richtung der Längsachse 31 hintereinander angeordnet sind, wobei die Gesamtheit aller Schienensegmente im vorliegenden Beispiel ein erstes Schienensegment 30a und zwei zweite Schienensegmente 30b aufweist. Im Rahmen der Erfindung wäre es auch möglich, dass die Schiene 30 nur ein zweites Schienensegment 30b oder mehr als zwei zweite Schienensegmente 30b aufweist. Die Schienensegmente 30a bzw. 30b sind vorzugsweise derart geformt, dass sie - um die Schiene 30 zu bilden - in Richtung der Längsachse 31 derart hintereinander montiert werden können, dass jeweils ein Ende eines der Schienensegmente 30a bzw. 30b an ein Ende eines anderen (benachbarten) Schienensegments 30a bzw. 30b stösst (wie 1 und 3 andeuten). Letzteres schliesst mit ein, dass zwischen aneinanderstossenden Enden zweier benachbarter Schienensegments ein Spalt vorhanden sein kann, um eine Montage und/oder Demontage der Schienensegmente zu erleichtern oder bei einer Montage der Schienensegmente eine Justage einzelner Schienensegmente relativ zueinander innerhalb vorgegebener Toleranzen zu ermöglichen. Die Schienensegmente werden bei einer Montage in der Regel mit geeigneten Befestigungsmitteln (z.B. Schrauben) an einer (in den Figuren nicht dargestellten) Tragstruktur befestigt, welche die Schiene 30 als Ganzes trägt.As 1 and 3 hint, is the rail 30 composed of two or more individual rail segments, which rail segments in the direction of the longitudinal axis 31 are arranged one behind the other, wherein the entirety of all rail segments in the present example, a first rail segment 30a and two second rail segments 30b having. Within the scope of the invention it would also be possible for the rail 30 only a second rail segment 30b or more than two second rail segments 30b having. The rail segments 30a respectively. 30b are preferably shaped so that they - around the rail 30 to form - in the direction of the longitudinal axis 31 can be mounted one behind the other such that in each case one end of one of the rail segments 30a respectively. 30b to one end of another (adjacent) rail segment 30a respectively. 30b pushes (like 1 and 3 hint). The latter implies that between abutting ends of two adjacent rail segments, a gap may be present to facilitate assembly and / or disassembly of the rail segments or to allow adjustment of individual rail segments relative to each other within predetermined tolerances when mounting the rail segments. The rail segments are fastened during assembly usually with suitable fasteners (eg screws) to a (not shown in the figures) supporting structure, which the rail 30 wears as a whole.

Jedes der Schienensegmente 30a, 30b weist eine Massverkörperung auf. Um verschiedene Realisierungen von Massverkörperungen unterscheiden zu können, wird die Massverkörperung, welche das erste Schienensegment 30a aufweist, im Folgenden mit dem Bezugszeichen 40a bezeichnet, und die Massverkörperung, welche das jeweilige zweite Schienensegment 30b aufweist, im Folgenden mit dem Bezugszeichen 40b bezeichnet.Each of the rail segments 30a . 30b has a dimensional embodiment. In order to be able to distinguish different realizations of physical dimensions, the material measure becomes the first rail segment 30a has, with the reference numeral below 40a denoted, and the dimensional scale, which the respective second rail segment 30b has, with the reference numeral below 40b designated.

Wie 1 und 3 andeuten, umfasst jede der Massverkörperungen 40a bzw. 40b zumindest eine sich in Richtung der Längsachse 31 der linearen Schiene 30 erstreckende erste Inkrementalspur 41.1 mit einer Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen. Die einzelnen Positionsmarkierungen der jeweiligen ersten Inkrementalspur 41.1 sind in 1 und 3 als gerade, senkrecht zur Längsachse 31 ausgerichtete und identisch geformte linienförmige Markierungen ausgebildet, welche in Richtung der Längsachse 31 hintereinander angeordnet sind, sodass sie eine sich in Richtung der Längsachse 31 erstreckende periodische Anordnung mit einer Periodenlänge d1 (entsprechend dem Abstand von zwei benachbarten Positionsmarkierungen der Inkrementalspur) bilden.As 1 and 3 suggest, includes each of the scale embodiments 40a respectively. 40b at least one in the direction of the longitudinal axis 31 the linear rail 30 extending first incremental track 41.1 with a plurality of equidistantly arranged position markings. The individual position markings of the respective first incremental track 41.1 are in 1 and 3 as straight, perpendicular to the longitudinal axis 31 aligned and identically shaped linear markings formed in the direction of the longitudinal axis 31 arranged one behind the other, so that they are in the direction of the longitudinal axis 31 extending periodic arrangement with a period length d1 (corresponding to the distance of two adjacent position markers of the incremental track).

Ausserdem umfasst die Massverkörperung 40a des ersten Schienensegments 30a neben der ersten Inkrementalspur 41.1 eine Absolutspur 45 mit einer Mehrzahl von Positionsmarkierungen zur Kodierung von mehreren vorgegebenen absoluten Positionen, welche in Richtung der Längsachse 31 hintereinander liegen. Die einzelnen Positionsmarkierungen der Absolutspur 45 der Massverkörperung 40a sind in 1 und 3 als gerade, senkrecht zur Längsachse 31 ausgerichtete und identisch geformte linienförmige Markierungen dargestellt, welche in Richtung der Längsachse 31 derart hintereinander angeordnet sind, dass sie - im Unterschied zu den Positionsmarkierungen der jeweiligen Inkrementalspur 41.1 - keine periodische Anordnung bilden. Mit anderen Worten: die Positionsmarkierungen der Absolutspur 45 sind entlang der Längsachse 31 in unregelmässigen Abständen hintereinander angeordnet. Hierbei kodiert jeweils eine bestimmte Gruppe von mehreren Positionsmarkierungen, welche eine vorgegebene Anzahl von benachbarten Positionsmarkierungen (beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr Positionsmarkierungen, welche in der Richtung der Längsachse 31 unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet sind) umfasst, eine vorgegebene absolute Position mit Bezug auf das erste Schienensegment 30a, wobei die jeweiligen Positionsmarkierungen dieser Gruppe in Abständen zueinander angeordnet sind, welche die eine vorgegebene absolute Position mit Bezug auf das erste Schienensegment 30a eindeutig kennzeichnen. Um mehrere vorgegebene absolute Positionen, welche in Richtung der Längsachse 31 hintereinander liegen, eindeutig zu kennzeichnen, enthält die Absolutspur 45 der Massverkörperung 40a eine Mehrzahl verschiedener Gruppen von mehreren Positionsmarkierungen, wobei jede dieser Gruppen eine vorgegebene Anzahl von benachbarten Positionsmarkierungen (beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr Positionsmarkierungen, welche in der Richtung der Längsachse 31 unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet sind) umfasst, welche jeweils eine der vorgegebenen absoluten Positionen kodieren, sodass verschiedene dieser Gruppen jeweils verschiedenen vorgegebenen absoluten Positionen zugeordnet sind, wobei die jeweiligen Positionsmarkierungen einer bestimmten Gruppe in vorgegebenen Abständen zueinander angeordnet sind, welche diejenige vorgegebene absolute Position mit Bezug auf das erste Schienensegment 30a eindeutig kennzeichnen, die der jeweiligen Gruppe zugeordnet ist. Hinsichtlich des vorliegenden Beispiels gemäss 1 und 3 ist angenommen, dass die Absolutspur 45 eine Anzahl n („n“ bezeichnet hier eine beliebige natürliche Zahl mit n>1) von vorgegebenen absoluten Positionen AP1 bis APn kodiert, welche vorzugsweise über die gesamte Länge des Schienensegments 30a verteilt angeordnet sind. Der Einfachheit halber sind in 1 lediglich zwei dieser vorgegebenen absoluten Positionen, AP1 und APn, dargestellt. Wie ersichtlich, sind die absoluten Positionen AP1 und APn im vorliegenden Beispiel einander gegenüberliegenden Enden der Absolutspur 45 zugeordnet, wobei diejenigen Positionsmarkierungen der Absolutspur 45, welche Kodierungen der absoluten Positionen AP1 und APn bilden, in 1 nicht spezifisch gekennzeichnet sind.In addition, the dimensional standard includes 40a of the first rail segment 30a next to the first incremental track 41.1 an absolute track 45 with a plurality of position markers for encoding a plurality of predetermined absolute positions which are in the direction of the longitudinal axis 31 lie one behind the other. The individual position markings of the absolute track 45 the dimensional embodiment 40a are in 1 and 3 as straight, perpendicular to the longitudinal axis 31 aligned and identically shaped linear markings shown in the direction of the longitudinal axis 31 are arranged one behind the other in that they - in contrast to the position markings of the respective incremental track 41.1 - do not form a periodic arrangement. In other words: the position markers of the absolute track 45 are along the longitudinal axis 31 arranged at irregular intervals one behind the other. Here, a particular group of a plurality of position markers, which encode a predetermined number of adjacent position markings (for example two, three, four or more position markings, which are in the direction of the longitudinal axis 31 arranged in direct succession) includes a predetermined absolute position with respect to the first rail segment 30a wherein the respective position markings of this group are arranged at intervals to each other, which is the one predetermined absolute position with respect to the first rail segment 30a clearly identify. By several predetermined absolute positions, which in the direction of the longitudinal axis 31 lie one behind the other, uniquely identify, contains the absolute track 45 the dimensional embodiment 40a a plurality of different sets of multiple position markers, each of which groups having a predetermined number of adjacent position markers (eg, two, three, four, or more position markers which are in the direction of the longitudinal axis 31 arranged one after the other) which respectively encode one of the predetermined absolute positions, so that different of these groups are respectively assigned to different predetermined absolute positions, the respective position markings of a certain group being at predetermined distances from each other which are the predetermined absolute position with respect to the first rail segment 30a uniquely identify which is assigned to the respective group. With regard to the present example according to 1 and 3 is assumed to be the absolute track 45 a number n ("n" here denotes any natural number with n> 1) of predetermined absolute positions AP1 to AP n which is preferably over the entire length of the rail segment 30a are arranged distributed. For the sake of simplicity, in 1 only two of these predetermined absolute positions, AP1 and AP n represented. As can be seen, the absolute positions AP1 and AP n in the present example opposite ends of the absolute track 45 associated with those position markings of the absolute track 45 , which codes of the absolute positions AP1 and AP n form, in 1 are not specifically identified.

Die jeweiligen Massverkörperungen 40a und 40b sind grundsätzlich auf der Grundlage konventioneller Technologien realisierbar, welche geeignet sind, an den jeweiligen Schienensegmenten Positionsmarkierungen bereitzustellen, welche mittels Sensoren detektiert werden können. Die einzelnen Positionsmarkierungen der Inkrementalspur 41.2 und der Absolutspur 45 können beispielsweise als Strukturen ausgebildet sein, welche mit optischen Mitteln (z.B. optischen Sensoren) detektierbar sind. Alternativ können die einzelnen Positionsmarkierungen der Inkrementalspur 41.2 und der Absolutspur 45 beispielsweise als magnetische Strukturen ausgebildet sein, welche mit entsprechenden, hinsichtlich der magnetischen Strukturen sensitiven Mitteln detektierbar sind (beispielsweise mit Sensoren zum Messen eines magnetischen Feldes an der jeweiligen magnetischen Struktur oder Sensoren zur Messung einer Magnetisierung in der jeweiligen magnetischen Struktur).The respective dimensional embodiments 40a and 40b are basically feasible on the basis of conventional technologies, which are suitable for providing position markings on the respective rail segments, which can be detected by means of sensors. The individual position markings of the incremental track 41.2 and the absolute track 45 For example, they may be formed as structures that can be detected by optical means (eg, optical sensors). Alternatively, the individual position markings of the incremental track 41.2 and the absolute track 45 For example, be formed as magnetic structures which are detectable with corresponding, sensitive to the magnetic structures means (for example, with sensors for measuring a magnetic field on the respective magnetic structure or sensors for measuring a magnetization in the respective magnetic structure).

Wie aus 2 und 3 ersichtlich, umfasst die Abtasteinrichtung 50 eine Sensoranordnung 51 zum Abtasten der Massverkörperungen 40a bzw. 40b. Die Sensoranordnung 51 umfasst mindestens einen ersten Sensor 51.1, einen zweiten Sensor 51.2 und einen dritten Sensor 51.3. Die Abtasteinrichtung 50 ist bezüglich der Schiene 30 derart geführt, dass sie in Richtung der Längsachse 31 entlang mehrerer der Schienensegmente 30a bzw. 30b der Schiene 30, vorzugsweise über die gesamte Länge der Schiene 30, linear bewegbar ist. Diese Bewegbarkeit der Abtasteinrichtung 50 ist in 3 durch einen mit dem Bezugszeichen 21 versehenen Doppelpfeil angedeutet.How out 2 and 3 as can be seen, the scanning device comprises 50 a sensor arrangement 51 for scanning the dimensional standards 40a respectively. 40b , The sensor arrangement 51 includes at least a first sensor 51.1 , a second sensor 51.2 and a third sensor 51.3 , The scanning device 50 is regarding the rail 30 guided so that they are in the direction of the longitudinal axis 31 along several of the rail segments 30a respectively. 30b the rail 30 , preferably over the entire length of the rail 30 , is linearly movable. This mobility of the scanner 50 is in 3 by one with the reference numeral 21 provided double arrow indicated.

Der erste Sensor 51.1, der zweite Sensor 51.2 und der dritte Sensor 51.3 sind in Abständen zueinander angeordnet, um zu erreichen, dass diese Sensoren gleichzeitig jeweils verschiedene, räumlich voneinander getrennte Bereiche der Massverkörperungen 40a bzw. 40b abtasten können. Die Sensoren 51.1, 51.2 und 51.3 können zu diesem Zweck räumlich zueinander beispielsweise an drei separaten Punkten angeordnet sein, welche die drei Eckpunkte eines Dreiecks bilden (2 und 3).The first sensor 51.1 , the second sensor 51.2 and the third sensor 51.3 are arranged at intervals to each other in order to achieve that these sensors simultaneously different, spatially separated areas of the scale 40a respectively. 40b can scan. The sensors 51.1 . 51.2 and 51.3 For this purpose, they may be arranged spatially to one another, for example, at three separate points which form the three vertices of a triangle ( 2 and 3 ).

Die Sensoren 51.1 und 51.2 dienen zum Abtasten der ersten Inkrementalspur 41.1 der Massverkörperungen 40a und 40b an den Schienensegmenten 30a und 30b. Der erste Sensor 51.1 ist insbesondere ausgebildet, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur 41.1 eines der Schienensegmente 30a bzw. 30b zu detektieren (sofern der erste Sensor 51.1 bezüglich der zu detektierenden Positionsmarkierung geeignet positioniert ist) und ein erstes Signal S1 zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung 50 relativ zu der mindestens einen, vom ersten Sensor 51.1 detektierten Positionsmarkierung enthält. Weiterhin ist der zweite Sensor 51.2 ebenfalls ausgebildet, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur 41.1 eines der Schienensegmente 30a bzw. 30b zu detektieren (sofern der zweite Sensor 51.2 bezüglich der zu detektierenden Positionsmarkierung geeignet positioniert ist) und ein zweites Signal S2 zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung 50 relativ zu der mindestens einen, vom zweiten Sensor 51.2 detektierten Positionsmarkierung enthält.The sensors 51.1 and 51.2 are used to scan the first incremental track 41.1 of the measure embodiments 40a and 40b at the rail segments 30a and 30b , The first sensor 51.1 is in particular formed, at least one position marking of the first incremental track 41.1 one of the rail segments 30a respectively. 30b to detect (if the first sensor 51.1 is suitably positioned with respect to the position mark to be detected) and a first signal S1 which generates information about a position of the scanning device 50 relative to the at least one, from the first sensor 51.1 contains detected position mark. Furthermore, the second sensor 51.2 likewise formed, at least one position marking of the first incremental track 41.1 one of the rail segments 30a respectively. 30b to detect (if the second sensor 51.2 is suitably positioned with respect to the position mark to be detected) and a second signal S2 which generates information about a position of the scanning device 50 relative to the at least one of the second sensor 51.2 contains detected position mark.

Wie aus 2 und 3 ersichtlich, sind der erste Sensor 51.1 und der zweite Sensor 51.2 in Richtung der Längsachse 31 relativ zueinander um eine vorbestimmte Distanz D versetzt angeordnet, sodass die Abtasteinrichtung 50 bezüglich je zwei benachbarten Schienensegmenten, d.h. bezüglich dem ersten Schienensegment 30a und dem an das Schienensegment 30a angrenzende zweite Schienensegment 30b oder bezüglich zwei benachbarten Schienensegmenten 30b, in eine Position bringbar ist, in welcher der erste Sensor 51.1 mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur 41.1 der Massverkörperung der einen der zwei benachbarten Schienensegmente detektiert und der zweite Sensor 51.2 mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur 41.1 der Massverkörperung der anderen der zwei benachbarten Schienensegmente detektiert.How out 2 and 3 can be seen, are the first sensor 51.1 and the second sensor 51.2 in the direction of the longitudinal axis 31 arranged offset relative to each other by a predetermined distance D, so that the scanning device 50 with respect to each two adjacent rail segments, ie with respect to the first rail segment 30a and to the rail segment 30a adjacent second rail segment 30b or with respect to two adjacent rail segments 30b , Can be brought into a position in which the first sensor 51.1 at least one of the position marks of the first incremental track 41.1 the dimensional standard of one of the two adjacent rail segments detected and the second sensor 51.2 at least one of the position marks of the first incremental track 41.1 the dimensional standard of the other of the two adjacent rail segments detected.

Weiterhin ist der dritte Sensor 51.3 ausgebildet, die Absolutspur 45 der Massverkörperung 40a des einen ersten Schienensegments 30a abzutasten und ein drittes Signal S3 zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung 50 relativ zu den vorgegebenen absoluten Positionen enthält.Furthermore, the third sensor 51.3 trained, the absolute track 45 the dimensional embodiment 40a of a first rail segment 30a to sample and a third signal S3 which generates information about a position of the scanning device 50 relative to the predetermined absolute positions.

Zur detaillierteren Erläuterung des vorstehend genannten Sachverhaltes zeigt 3 die Abtasteinrichtung 50 in zwei verschiedenen Positionen, in welche die Abtasteinrichtung 50 bringbar ist, wenn sie - bezüglich der Schiene 30 linear geführt - in Richtung der Längsachse 31 bewegt wird. In 3 ist beispielsweise die Abtasteinrichtung 50 - repräsentiert durch ein mittels einer durchgezogenen Linie dargestelltes Rechteck - dargestellt für den Fall, dass die Abtasteinrichtung 50 in eine (in 3 durch einen Pfeil markierte) Position P1 gebracht wurde, sodass sich die Abtasteinrichtung 50 in einem Bereich der linearen Schiene 30 befindet, in welchem ein Ende des ersten Schienensegments 30a an ein Ende des benachbarten zweiten Schienensegments 30b grenzt. In diesem Fall sind die Sensoren 51.1, 51.2 und 51.3 der Sensoranordnung 51 derart bezüglich der Massverkörperung 40a des ersten Schienensegments 30a und der Massverkörperung 40b des benachbarten zweiten Schienensegments 30b angeordnet, dass:

  • - sich der erste Sensor 51.1 an der ersten Inkrementalspur 41.1 der Massverkörperung 40a des ersten Schienensegments 30a befindet, sodass der erste Sensor 51.1 geeignet positioniert ist, um mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur 41.1 der Massverkörperung 40a detektieren zu können;
  • - sich der zweite Sensor 51.2 an der ersten Inkrementalspur 41.1 der Massverkörperung 40b des benachbarten zweiten Schienensegments 30b befindet, sodass der zweite Sensor 51.2 geeignet positioniert ist, um mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur 41.1 der Massverkörperung 40b des benachbarten zweiten Schienensegments 30b detektieren zu können;
  • - sich der dritte Sensor 51.3 an der Absolutspur 45 des ersten Schienensegments 30a befindet, sodass der dritte Sensor 51.3 geeignet positioniert ist, um mindestens eine Positionsmarkierung der Absolutspur 45 detektieren zu können.
For a more detailed explanation of the above facts shows 3 the scanning 50 in two different positions, in which the scanning device 50 can be brought if they are - with regard to the rail 30 linearly guided - in the direction of the longitudinal axis 31 is moved. In 3 is for example the scanner 50 represented by a rectangle represented by a solid line - shown in the case where the scanning device 50 in one (in 3 marked by an arrow) position P1 was brought, so that the scanner 50 in an area of the linear rail 30 in which one end of the first rail segment 30a to one end of the adjacent second rail segment 30b borders. In this case, the sensors are 51.1 . 51.2 and 51.3 the sensor arrangement 51 in such a way with regard to the dimensional standard 40a of the first rail segment 30a and the dimensional standard 40b of the adjacent second rail segment 30b arranged that:
  • - the first sensor 51.1 at the first incremental track 41.1 the dimensional embodiment 40a of the first rail segment 30a is located so that the first sensor 51.1 is suitably positioned to at least one position mark of the first incremental track 41.1 the dimensional embodiment 40a to be able to detect;
  • - the second sensor 51.2 at the first incremental track 41.1 the dimensional embodiment 40b of the adjacent second rail segment 30b is located so that the second sensor 51.2 is suitably positioned to at least one position mark of the first incremental track 41.1 the dimensional embodiment 40b of the adjacent second rail segment 30b to be able to detect;
  • - the third sensor 51.3 at the absolute track 45 of the first rail segment 30a located so that the third sensor 51.3 is suitably positioned to at least one position mark the absolute track 45 to be able to detect.

In 3 ist ausserdem die Abtasteinrichtung 50 - repräsentiert durch ein mittels einer gestrichelten Linie dargestelltes Rechteck - dargestellt für den Fall, dass die Abtasteinrichtung 50 in eine (in 3 durch einen Pfeil markierte) Position P2 gebracht wurde, sodass sich die Abtasteinrichtung 50 in einem Bereich der linearen Schiene 30 befindet, in welchem ein Ende eines zweiten Schienensegments 30b an ein Ende eines anderen (benachbarten) zweiten Schienensegments 30b grenzt. In diesem Fall sind die Sensoren 51.1, 51.2 und 51.3 der Sensoranordnung 51 derart bezüglich der Massverkörperung 40b des einen zweiten Schienensegments 30b und der Massverkörperung 40b des anderen zweiten Schienensegments 30b angeordnet, dass:

  • - sich der erste Sensor 51.1 an der ersten Inkrementalspur 41.1 des einen zweiten Schienensegments 30b befindet, sodass der erste Sensor 51.1 geeignet positioniert ist, um mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur 41.1 des einen zweiten Schienensegments 30b detektieren zu können;
  • - sich der zweite Sensor 51.2 an der ersten Inkrementalspur 41.1 des anderen (benachbarten) zweiten Schienensegments 30b befindet, sodass der zweite Sensor 51.2 geeignet positioniert ist, um mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur 41.1 des anderen zweiten Schienensegments 30b detektieren zu können;
  • - sich der dritte Sensor 51.3 derart entfernt von der Absolutspur 45 des ersten Schienensegments 30a befindet, dass der dritte Sensor 51.3 nicht geeignet positioniert ist, um eine Positionsmarkierung der Absolutspur 45 detektieren zu können.
In 3 is also the scanner 50 represented by a rectangle represented by a dashed line - shown in the case where the scanning device 50 in one (in 3 marked by an arrow) position P2 was brought, so that the scanner 50 in an area of the linear rail 30 in which one end of a second rail segment 30b at one end of another (adjacent) second rail segment 30b borders. In this case, the sensors are 51.1 . 51.2 and 51.3 the sensor arrangement 51 in such a way with regard to the dimensional standard 40b of a second rail segment 30b and the dimensional standard 40b the other second rail segment 30b arranged that:
  • - the first sensor 51.1 at the first incremental track 41.1 of a second rail segment 30b is located so that the first sensor 51.1 is suitably positioned to at least one position mark of the first incremental track 41.1 of a second rail segment 30b to be able to detect;
  • - the second sensor 51.2 at the first incremental track 41.1 the other (adjacent) second rail segment 30b is located so that the second sensor 51.2 is suitably positioned to at least one position mark of the first incremental track 41.1 the other second rail segment 30b to be able to detect;
  • - the third sensor 51.3 so removed from the absolute track 45 of the first rail segment 30a that is the third sensor 51.3 is not suitably positioned to a position marker of the absolute track 45 to be able to detect.

Abweichend von den vorstehend genannten Positionen P1 und P2 kann die Abtasteinrichtung 50 an andere Positionen gebracht werden, an welchen sowohl der erste Sensor 51.1 als auch der zweite Sensor 51.2 jeweils an derselben ersten Inkrementalspur 41.1 derselben Massverkörperung 40a bzw. 40b eines der Schienensegmente 40a oder 40b angeordnet ist, sodass die Sensoren 51.1 und 51.2 geeignet platziert sind, um ausschliesslich Positionsmarkierungen derselben ersten Inkrementalspur 41.1 zu detektieren. Da die Sensoren 51.1 und 51.2 relativ zueinander um die Distanz D in Richtung der Längsachse 31 versetzt angeordnet sind, detektieren die Sensoren 51.1 und 51.2 in diesem Fall jeweils verschiedene, an verschiedenen Orten angeordnete Positionsmarkierungen, d.h. in der Regel verschiedene Positionsmarkierungen, welche in Richtung der Längsachse 31 relativ zueinander eine Distanz aufweisen, die in etwa der Distanz D entspricht.Notwithstanding the above items P1 and P2 can the scanning device 50 be brought to other positions at which both the first sensor 51.1 as well as the second sensor 51.2 each at the same first incremental track 41.1 the same scale 40a respectively. 40b one of the rail segments 40a or 40b is arranged so that the sensors 51.1 and 51.2 are suitably placed to exclusively position marks of the same first incremental track 41.1 to detect. Because the sensors 51.1 and 51.2 relative to each other by the distance D in the direction of the longitudinal axis 31 staggered, detect the sensors 51.1 and 51.2 in this case in each case different, arranged at different locations position markers, ie, as a rule, different position markers, which in the direction of the longitudinal axis 31 relative to each other have a distance which corresponds approximately to the distance D.

Hinsichtlich der Erzeugung der vorstehend genannten Signale S1, S2 bzw. S3 wird in diesem Zusammenhang vorausgesetzt, dass jeder der Sensoren 51.1, 51.2 und 51.3 zum Detektieren von Positionsmarkierungen mindestens ein Sensorelement (bzw. optional mehrere Sensorelemente) umfasst, wobei jedes Sensorelement hinsichtlich einer zu detektierenden Positionsmarkierung sensitiv ist (zumindest wenn das Sensorelement in der Nähe der Positionsmarkierung platziert ist) und ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, welches derart von der Anordnung des Sensorelements relativ zu der zu detektierenden Positionsmarkierung abhängt, dass ein vom Sensorelement erzeugbares Signal in Abhängigkeit von einem Abstand des Sensorelements relativ zu der zu detektierenden Positionsmarkierung variiert. Wird die Abtasteinrichtung 50 in Richtung der Längsachse 31 bewegt, variieren dementsprechend die von den Sensoren 51.1, 51.2 und 51.3 erzeugten Signale S1, S2 und S3 in Abhängigkeit von einer Ortskoordinate X, welche die jeweilige Position der Abtasteinrichtung 50 relativ zu der linearen Schiene 30 in Richtung der Längsachse 31 kennzeichnet.With regard to the generation of the above-mentioned signals S1 . S2 respectively. S3 In this context it is assumed that each of the sensors 51.1 . 51.2 and 51.3 for detecting position markings, at least one sensor element (or optionally several sensor elements), each sensor element being sensitive to a position mark to be detected (at least when the sensor element is placed in the vicinity of the position mark) and designed to generate a signal which is such depends on the arrangement of the sensor element relative to the position mark to be detected that a signal generated by the sensor element varies in dependence on a distance of the sensor element relative to the position mark to be detected. Will the scanner 50 in the direction of longitudinal axis 31 moves accordingly vary from those of the sensors 51.1 . 51.2 and 51.3 generated signals S1 . S2 and S3 depending on a location coordinate X, which the respective position of the scanning device 50 relative to the linear rail 30 in the direction of the longitudinal axis 31 features.

Die von den Sensoren 51.1 bzw. 51.2 erzeugten Signale S1 und S2 zeigen in der Regel eine periodische Variation als Funktion der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50, zumal die Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur 41.1 periodisch (äquidistant) bezüglich der Längsachse 31 angeordnet sind. Die Signale S1 und S2 zeigen hierbei in der Regel im Wesentlichen denselben periodischen Signalverlauf als Funktion der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50 (zumindest unter der Voraussetzung, dass alle Positionsmarkierungen gleich ausgebildet sind und die Sensoren 51.1 und 51.2 hinsichtlich der Detektion einer Positionsmarkierung dieselben Eigenschaften haben). Dabei sind die Signale S1 und S2 mit Bezug auf einen vorgegebenen Zeitpunkt nicht notwendigerweise identisch, zumal die Sensoren 51.1 und 51.2 relativ zueinander im Abstand D mit Bezug auf die Längsachse 31 angeordnet sind und folglich der Signalverlauf des Signals S1 als Funktion der Ortskoordinate X im Vergleich zum Signalverlauf des Signals S2 als Funktion der Ortskoordinate X eine Phasendifferenz aufweisen muss. Letzteres trifft selbst dann zu, wenn die Sensoren 51.1 und 51.2 beide an derselben ersten Inkrementalspur 41.1 derselben Massverkörperung 40a bzw. 40b angeordnet sind. Dabei ist die vorstehend genannte Phasendifferenz zwischen den Signalen S1 und S2 umso grösser, je grösser der Abstand D im Verhältnis zur Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 ist.The ones from the sensors 51.1 respectively. 51.2 generated signals S1 and S2 usually show a periodic variation as a function of the spatial coordinate X of the scanner 50 , Especially the position markings of the first incremental track 41.1 periodic (equidistant) with respect to the longitudinal axis 31 are arranged. The signals S1 and S2 In this case, as a rule, essentially the same periodic signal course as a function of the spatial coordinate X of the scanning device is shown 50 (At least on condition that all position markings are identical and the sensors 51.1 and 51.2 have the same characteristics with respect to the detection of a position marker). Here are the signals S1 and S2 not necessarily identical with respect to a given time, especially as the sensors 51.1 and 51.2 relative to each other at a distance D with respect to the longitudinal axis 31 are arranged and consequently the signal waveform of the signal S1 as a function of the location coordinate X compared to the waveform of the signal S2 as a function of the location coordinate X must have a phase difference. The latter applies even if the sensors 51.1 and 51.2 both at the same first incremental track 41.1 the same scale 40a respectively. 40b are arranged. Here, the above-mentioned phase difference between the signals S1 and S2 the greater, the greater the distance D in relation to the period length d1 the first incremental track 41.1 is.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass zwar alle Positionsmarkierungen, welche zu derselben ersten Inkrementalspur 41.1 derselben Massverkörperung 40a bzw. 40b desselben Schienensegments 30a bzw. 30b gehören, periodisch mit der Periodenlänge d1 angeordnet sind, dass jedoch die Periodizität der Anordnung der Positionsmarkierungen in einem Bereich der Schiene 30 „gestört“ sein, im welchem eines der Schienensegmente 30a bzw. 30b an ein benachbartes Schienensegment 30a bzw. 30b grenzt.Furthermore, it should be noted that, although all the position markers, which at the same first incremental track 41.1 the same scale 40a respectively. 40b same rail segment 30a respectively. 30b belong, periodically with the period length d1 However, the periodicity of the arrangement of the position markings are arranged in a region of the rail 30 Be "disturbed" in which one of the rail segments 30a respectively. 30b to an adjacent rail segment 30a respectively. 30b borders.

Dadurch, dass die lineare Schiene 30 aus mehreren einzelnen Schienensegmenten 30a bzw. 30b zusammengesetzt ist und dementsprechend mehrere Massverkörperungen 40a bzw. 40b mit jeweils einer ersten Inkrementalspur 41.1 in Richtung der Längsachse 31 hintereinander angeordnet sind, sind nämlich in der Regel zwei benachbarte erste Inkrementalspuren 41.1 (d.h. die an einem der benachbarten Schienensegmente ausgebildete erste Inkrementalspur 41.1 und die an dem anderen der benachbarten Schienensegmente ausgebildete erste Inkrementalspur 41.1) relativ zueinander derart angeordnet, dass ein Ende einer der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 an ein Ende der anderen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 grenzt. Bei einer Montage der einzelnen Schienensegmente besteht hinsichtlich der jeweiligen Positionen, an welchen die einzelnen Schienensegmente befestigt werden, in der Regel ein gewisses Spiel (innerhalb bestimmter Toleranzen). Infolgedessen kann - abhängig von der Anordnung zweier benachbarter Schienensegmente relativ zueinander - ein Ende einer von zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 derart an ein Ende der anderen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 grenzen, dass die Positionsmarkierung, welche das Ende der einen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 bildet, relativ zu der Positionsmarkierung, welche das Ende der anderen der zwei benachbarten Schienensegmente bildet, in Richtung der Längsachse 31 einen Abstand aufweist, welcher sich mehr oder weniger von der Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 unterscheidet.Because of the linear rail 30 from several individual rail segments 30a respectively. 30b is composed and accordingly several dimensional embodiments 40a respectively. 40b each with a first incremental track 41.1 in the direction of the longitudinal axis 31 in fact, two adjacent first incremental tracks are usually arranged one behind the other 41.1 (ie, the first incremental track formed on one of the adjacent rail segments 41.1 and the first incremental track formed on the other of the adjacent rail segments 41.1 ) are arranged relative to each other such that an end of one of the two adjacent first incremental tracks 41.1 to one end of the other of the two adjacent first incremental tracks 41.1 borders. When mounting the individual rail segments is in terms of the respective positions to which the individual rail segments are attached, usually a certain amount of play (within certain tolerances). As a result, depending on the arrangement of two adjacent rail segments relative to one another, an end of one of two adjacent first incremental tracks 41.1 so to one end of the other of the two adjacent first incremental tracks 41.1 border that the position marker, which is the end of one of the two adjacent first incremental tracks 41.1 forms, relative to the position marker, which forms the end of the other of the two adjacent rail segments, in the direction of the longitudinal axis 31 has a distance which is more or less of the period length d1 the first incremental track 41.1 different.

Falls der Sensor 51.1 unter diesen Umständen in Längsrichtung der Schiene 30 von einem der zwei benachbarten Schienensegmente zu dem anderen der zwei benachbarten Schienensegmente bewegt wird, erzeugt der Sensor 51.1 beim Abtasten der jeweiligen ersten Inkrementalspur 41.1 ein Signal S1, welches als Funktion der Ortskoordinate X eine periodische Variation (bzw. einen periodischen Signalverlauf) mit der Periodenlänge d1 aufweist, und zwar zumindest für die Bereiche der Ortskoordinate X, welche entweder einer Anordnung des Sensors 51.1 im Bereich der einen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 oder einer Anordnung des Sensors 51.1 im Bereich der anderen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 entsprechen. Beim Übergang von dem einen Ende der ersten Inkrementalspur 41.1 des einen der zwei benachbarten Schienensegmente zu dem einen Ende der ersten Inkrementalspur 41.1 des anderen der zwei benachbarten Schienensegmente kann jedoch das Signal S1 als Funktion der Ortskoordinate X eine abrupte Signaländerung aufweisen, welche mit einem Phasensprung beim Übergang von der einen ersten Inkrementalspur 41.1 zu der benachbarten ersten Inkrementalspur 41.1 korrespondiert. Dieser Phasensprung im Signalverlauf des Signals S1 ist jeweils umso grösser, je mehr sich der Abstand zwischen der Positionsmarkierung, welche das Ende der einen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 bildet, und der Positionsmarkierung, welche das Ende der anderen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 bildet, in Richtung der Längsachse 31 von der Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 unterscheidet.If the sensor 51.1 under these circumstances in the longitudinal direction of the rail 30 from one of the two adjacent rail segments to the other of the two adjacent rail segments, the sensor generates 51.1 when scanning the respective first incremental track 41.1 a signal S1 , which as a function of the location coordinate X, a periodic variation (or a periodic waveform) with the period length d1 has, at least for the areas of the location coordinate X, which either an arrangement of the sensor 51.1 in the area of one of the two adjacent first incremental tracks 41.1 or an arrangement of the sensor 51.1 in the area of the other of the two adjacent first incremental tracks 41.1 correspond. At the transition from the one end of the first incremental track 41.1 one of the two adjacent rail segments to the one end of the first incremental track 41.1 however, the other of the two adjacent rail segments may be the signal S1 as a function of the location coordinate X have an abrupt signal change, which with a phase jump in the transition from a first incremental track 41.1 to the adjacent first incremental track 41.1 corresponds. This phase jump in the signal waveform S1 The larger the distance between the position mark, which is the end of one of the two adjacent first incremental tracks, the greater the distance between the position mark 41.1 and the position marker representing the end of the other of the two adjacent first incremental tracks 41.1 forms, in the direction of the longitudinal axis 31 from the period length d1 the first incremental track 41.1 different.

Das vom zweiten Sensor 51.2 erzeugte Signal S2 zeigt eine entsprechende Abhängigkeit von der Ortskoordinate X analog zur Abhängigkeit des Signals S1 von der Ortskoordinate X.That of the second sensor 51.2 generated signal S2 shows a corresponding dependence on the location coordinate X analogous to the dependence of the signal S1 from the location coordinate X.

Falls der Sensor 51.2 unter diesen Umständen in Längsrichtung der Schiene 30 von einem der zwei benachbarten Schienensegmente zu dem anderen der zwei benachbarten Schienensegmente bewegt wird, erzeugt der Sensor 51.2 beim Abtasten der jeweiligen ersten Inkrementalspur 41.1 ein Signal S1, welches als Funktion der Ortskoordinate X eine periodische Variation (bzw. einen periodischen Signalverlauf) mit der Periodenlänge d1 aufweist, und zwar zumindest für die Bereiche der Ortskoordinate X, welche entweder einer Anordnung des Sensors 51.2 im Bereich der einen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 oder einer Anordnung des Sensors 51.2 im Bereich der anderen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 entsprechen. Beim Übergang von dem einen Ende der ersten Inkrementalspur 41.1 des einen der zwei benachbarten Schienensegmente zu dem einen Ende der ersten Inkrementalspur 41.1 des anderen der zwei benachbarten Schienensegmente kann jedoch das Signal S2 als Funktion der Ortskoordinate X eine abrupte Signaländerung aufweisen, welche mit einem Phasensprung im Verlauf des Signals S2 als Funktion der Ortskoordinate X beim Übergang von der einen ersten Inkrementalspur 41.1 zu der benachbarten ersten Inkrementalspur 41.1 korrespondiert. Dieser Phasensprung im Verlauf des Signals S2 als Funktion der Ortskoordinate X ist jeweils umso grösser, je mehr sich der Abstand zwischen der Positionsmarkierung, welche das Ende der einen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 bildet, und der Positionsmarkierung, welche das Ende der anderen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 bildet, in Richtung der Längsachse 31 von der Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 unterscheidet.If the sensor 51.2 under these circumstances in the longitudinal direction of the rail 30 from one of the two adjacent rail segments to the other of the two adjacent rail segments, the sensor generates 51.2 when scanning the respective first incremental track 41.1 a signal S1 , which as a function of the location coordinate X, a periodic variation (or a periodic waveform) with the period length d1 has, at least for the areas of the location coordinate X, which either an arrangement of the sensor 51.2 in the area of one of the two adjacent first incremental tracks 41.1 or an arrangement of the sensor 51.2 in the area of the other of the two adjacent first incremental tracks 41.1 correspond. At the transition from the one end of the first incremental track 41.1 one of the two adjacent rail segments to the one end of the first incremental track 41.1 however, the other of the two adjacent rail segments may be the signal S2 as a function of the location coordinate X have an abrupt signal change, which with a phase jump in the course of the signal S2 as a function of the location coordinate X at the transition from the first incremental track 41.1 to the adjacent first incremental track 41.1 corresponds. This phase jump in the course of the signal S2 as a function of the location coordinate X, the greater the distance between the position marking, which is the end of the one of the two adjacent first incremental tracks 41.1 and the position marker representing the end of the other of the two adjacent first incremental tracks 41.1 forms, in the direction of the longitudinal axis 31 from the period length d1 the first incremental track 41.1 different.

Wie oben im Zusammenhang mit 3 erläutert ist, sind die Sensoren 51.1 und 51.2 der Sensoranordnung 51 der Abtasteinrichtung 50 relativ zu den Schienensegmenten der linearen Schiene 30 jeweils derart angeordnet, dass - abhängig von der Position der Abtasteinrichtung 50 relativ zu den jeweiligen Schienensegmenten - entweder einer der Sensoren 51.1 oder 51.2 oder beide Sensoren 51.1 und 51.2 geeignet platziert ist bzw. platziert sind, jeweils eine Positionsmarkierung einer ersten Inkrementalspur 41.1 an zumindest einem der Schienensegmente zu detektieren und dementsprechend das Signal S1 und/oder das Signal S2 zu erzeugen. Sollte der Sensor 51.1 (oder alternativ der Sensor 51.2) am Übergang von einem Ende der ersten Inkrementalspur 41.1 eines von zwei benachbarten Schienensegmenten zu dem einen Ende der ersten Inkrementalspur 41.1 des anderen der zwei benachbarten Schienensegmente temporär derart positioniert sein, dass er keine Positionsmarkierung einer der ersten Inkrementalspuren 41.1 detektieren und dementsprechend kein Signal S1 (oder alternativ kein Signal S2) erzeugen kann, ist jederzeit gewährleistet, dass der andere Sensor 51.2 (oder alternativ der Sensor 51.1) gerade derart platziert ist, dass er eine Positionsmarkierung einer der ersten Inkrementalspuren 41.1 detektieren und dementsprechend ein Signal S2 (oder alternativ ein Signal S1) erzeugen kann. As related to above 3 is explained, the sensors are 51.1 and 51.2 the sensor arrangement 51 the scanner 50 relative to the rail segments of the linear rail 30 each arranged such that - depending on the position of the scanning device 50 relative to the respective rail segments - either one of the sensors 51.1 or 51.2 or both sensors 51.1 and 51.2 is suitably placed, respectively, a position mark of a first incremental track 41.1 to detect at least one of the rail segments and accordingly the signal S1 and / or the signal S2 to create. Should the sensor 51.1 (or alternatively the sensor 51.2 ) at the transition from one end of the first incremental track 41.1 one of two adjacent rail segments to the one end of the first incremental track 41.1 of the other of the two adjacent rail segments may be temporarily positioned such that it does not have a position mark of one of the first incremental tracks 41.1 detect and accordingly no signal S1 (or alternatively no signal S2 ) is always guaranteed that the other sensor 51.2 (or alternatively the sensor 51.1 ) is just placed such that it has a position mark of one of the first incremental tracks 41.1 detect and accordingly a signal S2 (or alternatively a signal S1 ).

Da ferner sowohl das Signal S1 als auch das Signal S2 als Funktion der Ortskoordinate X zumindest für bestimmte Bereiche der Ortskoordinate X jeweils einen periodischen Signalverlauf mit der Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 zeigen, ermöglicht eine Messung der beiden Signale S1 und S2 bei einer Bewegung in Richtung der Längsachse 31, die jeweiligen Änderungen der gemessenen Signale S1 und S2 auszuwerten und daraus eine relative Änderung der Position der Abtasteinrichtung 50 in Richtung der Längsachse 31 während der Bewegung (entsprechend der Länge der von der Abtasteinrichtung 50 zurückgelegten Strecke) bzw. die Positionsdifferenz PD zwischen der Position der Abtasteinrichtung 50 zu Beginn der Bewegung und der Position der Abtasteinrichtung 50 an einem beliebigen späteren Zeitpunkt nach dem Beginn der Bewegung zu bestimmen.Furthermore, since both the signal S1 as well as the signal S2 as a function of the location coordinate X, at least for certain areas of the location coordinate X, in each case a periodic signal course with the period length d1 the first incremental track 41.1 show, allows a measurement of the two signals S1 and S2 during a movement in the direction of the longitudinal axis 31 , the respective changes of the measured signals S1 and S2 evaluate and from this a relative change in the position of the scanner 50 in the direction of the longitudinal axis 31 during the movement (according to the length of the scanner 50 traveled distance) or the position difference PD between the position of the scanner 50 at the beginning of the movement and the position of the scanner 50 at any later time after the beginning of the movement.

Es sei darauf hingewiesen, dass eine Auswertung der Signale S1 und S2 auf besonders einfache Weise durchgeführt werden kann, wenn die Wegmessvorrichtung 10 derart ausgelegt ist, dass weder der Verlauf des Signals S1 noch der Verlauf des Signals S2 als Funktion der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50 bei einem Übergang des Sensors 51.1 bzw. des Sensors 51.2 von dem einen Ende der ersten Inkrementalspur 41.1 des einen von zwei benachbarten Schienensegmenten zu dem einen Ende der ersten Inkrementalspur 41.1 des anderen der zwei benachbarten Schienensegmente keinen Phasensprung aufweist, welcher mit einer abrupten Änderung des Signals S1 bzw. des Signals verbunden wäre. Um einen derartigen Phasensprung zu vermeiden, ist es beispielsweise möglich, bei einer Montage der einzelnen Schienensegmente dafür zu sorgen, dass der Abstand zwischen der Positionsmarkierung, welche das Ende der einen der zwei benachbarten ersten Inkrementalspuren 41.1 bildet, und der Positionsmarkierung, welche das Ende der anderen der zwei benachbarten Schienensegmente bildet, in Richtung der Längsachse 31 entweder gleich der Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 oder gleich einem Vielfachen der Periodenlänge d1 ist.It should be noted that an evaluation of the signals S1 and S2 can be performed in a particularly simple manner when the Wegmessvorrichtung 10 is designed such that neither the course of the signal S1 nor the course of the signal S2 as a function of the location coordinate X of the scanner 50 at a transition of the sensor 51.1 or the sensor 51.2 from the one end of the first incremental track 41.1 one of two adjacent rail segments to the one end of the first incremental track 41.1 the other of the two adjacent rail segments does not have a phase jump which results in an abrupt change in the signal S1 or the signal would be connected. In order to avoid such a phase jump, it is possible, for example, during assembly of the individual rail segments to ensure that the distance between the position marking, which is the end of one of the two adjacent first incremental tracks 41.1 forms, and the position marking, which forms the end of the other of the two adjacent rail segments, in the direction of the longitudinal axis 31 either equal to the period length d1 the first incremental track 41.1 or equal to a multiple of the period length d1 is.

Eine Auswertung der Signale S1 und S2 kann zusätzlich vereinfacht werden, wenn der Abstand D der Sensoren 51.1 und 51.2 in Richtung der Längsachse 31 derart gewählt wird, dass der Abstand D gleich der Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 oder gleich einem Vielfachen der Periodenlänge d1 ist. In diesem Fall weisen die Signale S1 und S2 als Funktion der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50 relativ zueinander einen Phasenunterschied auf, welche derart gross ist, dass die Signale S1 und S2 denselben Verlauf als Funktion der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50 aufweisen. In diesem Fall ist, sofern beide Signale S1 und S2 gleichzeitig zur Verfügung stehen, eines der beiden Signale S1 bzw. S2 redundant.An evaluation of the signals S1 and S2 can be further simplified if the distance D of the sensors 51.1 and 51.2 in the direction of the longitudinal axis 31 is chosen such that the distance D equal to the period length d1 the first incremental track 41.1 or equal to a multiple of period length d1 is. In this case, the signals are pointing S1 and S2 as a function of the location coordinate X of the scanner 50 relative to each other on a phase difference, which is so large that the signals S1 and S2 the same course as a function of the spatial coordinate X of the scanner 50 exhibit. In this case, if both signals S1 and S2 available simultaneously, one of the two signals S1 respectively. S2 redundant.

Wie 3 weiterhin andeutet, umfasst die Wegmessvorrichtung 10 zur Auswertung der von den Sensoren 51.1, 51.2 und 51.3 erzeugbaren Signale eine erste Auswerteeinrichtung 60 für ein vom dritten Sensor 51.3 erzeugbares drittes Signal S3 und eine zweite Auswerteeinrichtung 65 für ein vom ersten Sensor 51.1 erzeugbares erstes Signal S1 und ein vom zweiten Sensor 51.2 erzeugbares zweites Signal S2. Die erste Auswerteeinrichtung 60 steht dementsprechend mit dem dritten Sensor 51.3 in einer Verbindung, um ein vom dritten Sensor 51.3 erzeugtes Signal S3 empfangen zu können. Weiterhin steht die zweite Auswerteeinrichtung 65 mit dem ersten Sensor 51.1 und dem zweiten Sensor 51.2 in Verbindung, um ein vom ersten Sensor 51.1 erzeugtes Signal S1 und ein vom zweiten Sensor 51.2 erzeugtes Signal S2 empfangen zu können.As 3 Furthermore, the path measuring device comprises 10 for the evaluation of the sensors 51.1 . 51.2 and 51.3 can be generated signals a first evaluation 60 for one from the third sensor 51.3 Generable third signal S3 and a second evaluation device 65 for one from the first sensor 51.1 producible first signal S1 and one from the second sensor 51.2 producible second signal S2 , The first evaluation device 60 is accordingly with the third sensor 51.3 in one connection to one from the third sensor 51.3 generated signal S3 to be able to receive. Furthermore, the second evaluation device is available 65 with the first sensor 51.1 and the second sensor 51.2 in connection to one from the first sensor 51.1 generated signal S1 and one from the second sensor 51.2 generated signal S2 to be able to receive.

Bei einer ersten Inbetriebnahme der Wegmessvorrichtung 10 muss die Abtasteinrichtung 50 zunächst bezüglich dem ersten Schienensegment 30a derart positioniert sein bzw. (gegebenenfalls mittels einer Bewegung der Abtasteinrichtung 50 in Richtung der Längsachse 31) positioniert werden, dass der dritte Sensor 51.3 zumindest einen Abschnitt der Absolutspur 45 der Massverkörperung 40a des ersten Schienensegments 30a abtasten kann, welcher zumindest diejenigen Positionsmarkierungen enthält, die eine der vorgegebenen absoluten Positionen AP1 bis APn kodiert, sodass der dritte Sensor 51.3 diejenigen Positionsmarkierungen detektieren kann, welche die eine der vorgegebenen absoluten Positionen kodiert. Zu diesem Zweck kann die Abtasteinrichtung 50 beispielsweise entlang eines Abschnitts der Absolutspur 45 in der Richtung der Längsachse 31 bewegt werden, wobei gleichzeitig die erste Auswerteeinrichtung 60 das vom dritten Sensor 51.3 erzeugte Signal S3 auswertet und die zweite Auswerteeinrichtung 65 das vom ersten Sensor 51.1 erzeugte Signal S1 und das vom zweiten Sensor S2 erzeugte Signal S2 auswertet. Die zweite Auswerteeinrichtung 65 ist dabei ausgebildet, die relative Veränderung der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50 während der Bewegung zu registrieren, während die erste Auswerteeinrichtung 60 ausgebildet ist, eine Änderung des Signals S3 während der relativen Veränderung der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50 zu registrieren und auszuwerten. Die jeweils während der relativen Veränderung der Ortskoordinate X registrierte Änderung der Signals S3 ist hierbei charakteristisch für die räumliche Anordnung derjenigen Positionsmarkierungen der Absolutspur 45, welche vom dritten Sensor 51.3 während der Bewegung der Abtasteinrichtung 50 detektiert wurden. Die registrierte Änderung des Signals S3 gibt demnach Auskunft darüber, ob die detektierten Positionsmarkierungen der Absolutspur 45 eine der vorgegebenen absoluten Positionen kodiert bzw. welche der vorgegebenen absoluten Positionen gegebenenfalls durch die vom dritten Sensor 51.3 detektierten Positionsmarkierungen kodiert sind.At a first commissioning of the distance measuring device 10 must be the scanner 50 first with respect to the first rail segment 30a be positioned or (optionally by means of a movement of the scanning device 50 in the direction of the longitudinal axis 31 ), that the third sensor 51.3 at least a section of the absolute track 45 the dimensional embodiment 40a of the first rail segment 30a which contains at least those position markers which are one of the predetermined absolute positions AP1 encoded until APn, so the third sensor 51.3 can detect those position markings which encodes the one of the predetermined absolute positions. For this purpose, the scanning device 50 for example along a section of the absolute track 45 in the direction of the longitudinal axis 31 be moved, wherein at the same time the first evaluation device 60 that from the third sensor 51.3 generated signal S3 evaluates and the second evaluation 65 that from the first sensor 51.1 generated signal S1 and the second sensor S2 generated signal S2 evaluates. The second evaluation device 65 is formed, the relative change of the spatial coordinate X of the scanning device 50 during the move to register while the first evaluation device 60 is formed, a change of the signal S3 during the relative change of the location coordinate X of the scanner 50 to register and evaluate. The change of the signal registered during the relative change of the location coordinate X in each case S3 is characteristic of the spatial arrangement of those position markings of the absolute track 45 , which from the third sensor 51.3 during the movement of the scanner 50 were detected. The registered change of the signal S3 therefore provides information about whether the detected position markings of the absolute track 45 one of the predetermined absolute positions coded or which of the predetermined absolute positions optionally by the third sensor 51.3 detected position markers are encoded.

Dementsprechend ist die erste Auswerteeinrichtung 60 ausgelegt, bei einer ersten Inbetriebnahme der Wegmessvorrichtung 10 anhand einer Auswertung des dritten Signals S3 zu detektieren, ob sich die Abtasteinrichtung 50 an einer der vorgegebenen absoluten Positionen AP1 bis APn bezüglich des ersten der Schienensegments 30a befindet, und - falls eine Auswertung des dritten Signals S3 ergibt, dass sich die Abtasteinrichtung 50 an einem ersten Zeitpunkt t1 an einer der vorgegebenen absoluten Positionen bezüglich des einen der Schienensegmente 30a befindet - einen ersten Absolutwert AW1 zu ermitteln, welcher diese eine der vorgegebenen absoluten Positionen repräsentiert. Der Absolutwert AW1 kann beispielsweise einer Ortskoordinate der Abtasteinrichtung 50 entsprechen, welche der Position der Abtasteinrichtung 50 zum ersten Zeitpunkt t1 zugeordnet ist.Accordingly, the first evaluation device 60 designed, at a first commissioning of the distance measuring device 10 based on an evaluation of the third signal S3 to detect if the scanner 50 at one of the predetermined absolute positions AP1 to APn with respect to the first of the rail segments 30a located, and - if an evaluation of the third signal S3 shows that the scanner 50 at a first time t1 at one of the predetermined absolute positions with respect to the one of the rail segments 30a is - a first absolute value AW1 to determine which of these represents one of the predetermined absolute positions. The absolute value AW1 can, for example, a location coordinate of the scanner 50 correspond to the position of the scanner 50 at the first time t1 assigned.

Hinsichtlich des in 3 dargestellten Beispiels wird im Folgenden angenommen, dass sich die Abtasteinrichtung 50 zum ersten Zeitpunkt t1 an der in 3 angegebenen Position P1 befindet und die Position P1 eine der vorgegebenen absoluten Positionen AP1 bis APn ist, sodass der von der ersten Auswerteeinrichtung 60 ermittelte erste Absolutwert AW1 der Position P1 gemäss 3 zugeordnet wäre. Im Anschluss an den Zeitpunkt t1 kann die Abtasteinrichtung 50 in jede beliebige Position im Bereich der linearen Schiene 30 gebracht werden, welche die Abtasteinrichtung bei einer Bewegung in Richtung der Längsachse 41 erreichen kann. Im Beispiel gemäss 3 wird beispielsweise angenommen, dass die Abtasteinrichtung 50 bis zu einem Zeitpunkt t2 in die angegebene Position P2 bewegt wurde.Regarding the in 3 In the example shown below, it is assumed that the scanning device 50 at the first time t1 at the in 3 specified position P1 located and the position P1 one of the given absolute positions AP1 to AP n is, so that of the first evaluation device 60 determined first absolute value AW1 the position P1 according to 3 would be assigned. Following the date t1 can the scanning device 50 in any position in the linear rail area 30 be brought, which the scanning device during a movement in the direction of the longitudinal axis 41 can reach. In the example according to 3 For example, assume that the scanner 50 until one time t2 in the specified position P2 was moved.

Die Wegmessvorrichtung 10 ist derart ausgelegt, dass die zweite Auswerteeinrichtung 65 nach dem ersten Zeitpunkt t1 das erste Signal S1 und das zweite Signal S2 während eines ersten Zeitintervalls zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2 auswertet und aus den jeweiligen Änderungen der Signale S1 und S2 während dieses ersten Zeitintervalls eine Positionsdifferenz PD zwischen der Position P1 der Abtasteinrichtung 50 zu Beginn des ersten Zeitintervalls und der Position P2 der Abtasteinrichtung 50 zu dem zweiten Zeitpunkt t2 am Ende des ersten Zeitintervalls ermittelt. Die Positionsdifferenz PD entspricht der Differenz der Ortskoordinate der Abtasteinrichtung 50, welche der Position P2 zugeordnet, und der Ortskoordinate der Abtasteinrichtung 50, welche der Position P1 zugeordnet ist.The path measuring device 10 is designed such that the second evaluation device 65 after the first time t1 the first signal S1 and the second signal S2 during a first time interval between the first time t1 and the second time t2 evaluates and from the respective changes of the signals S1 and S2 during this first time interval, a position difference PD between the position P1 the scanner 50 at the beginning of the first time interval and the position P2 the scanner 50 at the second time t2 determined at the end of the first time interval. The position difference PD corresponds to the difference of the location coordinate of the scanner 50 which of the position P2 assigned, and the location coordinate of the scanner 50 which of the position P1 assigned.

Wie 3 weiterhin andeutet, umfasst die Wegmessvorrichtung 10 eine Recheneinheit 70. Diese ist ausgebildet, aus dem ersten Absolutwert AW1 und der von der zweiten Auswerteeinrichtung 65 ermittelten Positionsdifferenz PD einen zweiten Absolutwert AW2 zu berechnen, welcher eine absolute Position der Abtasteinrichtung 50 zum zweiten Zeitpunkt t2 am Ende des ersten Zeitintervalls repräsentiert. Der zweite Absolutwert AW2 ist der Position P2 zugeordnet und definiert diese eindeutig.As 3 Furthermore, the path measuring device comprises 10 an arithmetic unit 70 , This is formed from the first absolute value AW1 and that of the second evaluation device 65 determined position difference PD a second absolute value AW2 to calculate which is an absolute position of the scanner 50 at the second time t2 represented at the end of the first time interval. The second absolute value AW2 is the position P2 assigned and defined this clearly.

Wird die Abtasteinrichtung 50 nach dem Zeitpunkt t2 an eine andere, von P2 verschiedene Position bewegt, dann wertet die zweite Auswerteeinrichtung 65 die Signale S1 und S2 bzw. Änderungen der Signale S1 und S2 weiter aus, um die „aktuelle“ Positionsdifferenz PD zu bestimmen, welche diese andere Position von der Position P1 zum Zeitpunkt t1 unterscheidet. Entsprechend ist die Recheneinheit 70 ausgebildet, einen „aktuellen“ zweiten Absolutwert AW2 zu berechnen, welcher diese andere Position eindeutig kennzeichnet. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Recheneinheit 70 an jedem beliebigen Zeitpunkt nach dem Zeitpunkt t1 einen zweiten Absolutwert AW2 bereitstellt, welcher der Position entspricht, an welcher sich die Abtasteinrichtung 50 an dem jeweiligen Zeitpunkt befindet. Zum Zeitpunkt t1 ist der zweite Absolutwert AW2 offensichtlich identisch mit dem ersten Absolutwert AW1, da zu diesem Zeitpunkt die Positionsdifferenz PD gleich 0 ist.Will the scanner 50 after the time t2 to another, from P2 moved different position, then evaluates the second evaluation 65 the signals S1 and S2 or changes in the signals S1 and S2 continue off to the "current" position difference PD to determine which this other position from the position P1 at the time t1 different. Accordingly, the arithmetic unit 70 formed, a "current" second absolute value AW2 to calculate which uniquely identifies this other position. In this way it is ensured that the arithmetic unit 70 at any time after the time t1 a second absolute value AW2 which corresponds to the position at which the scanning device 50 is located at the respective time. At the time t1 is the second absolute value AW2 obviously identical to the first absolute value AW1 because at this time, the position difference PD is 0.

Wie 3 andeutet, weist die Recheneinheit 70 eine Ausgabeschnittstelle 71 auf, über welche der zweite Absolutwert AW2 ausgebbar ist, beispielsweise an eine (nicht dargestellte) Anzeigevorrichtung zur Anzeige der jeweiligen absoluten Position der Abtasteinrichtung 50 und/oder an eine nicht dargestellte) Steuereinrichtung zur Steuerung einer Maschine in Abhängigkeit von der jeweiligen absoluten Position der Abtasteinrichtung 50.As 3 indicates, the arithmetic unit points 70 an output interface 71 on, over which the second absolute value AW2 can be output, for example, to a (not shown) display device for displaying the respective absolute position of the scanning device 50 and / or to a control device (not shown) for controlling a machine as a function of the respective absolute position of the scanning device 50 ,

Wie 1 und 3 weiter andeuten, kann (optional) die Massverkörperung 40b eines zweiten Schienensegments 30b oder mehrerer Schienensegmente 30b oder jedes der Schienensegmente 30b eine zweite Inkrementalspur 41.2 aufweisen, welche sich neben der ersten Inkrementalspur 41.1 der jeweiligen Massverkörperung 40b in Richtung der Längsachse 31 erstreckt und eine Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen aufweist. Die Positionsmarkierungen der jeweiligen zweiten Inkrementalspur 41.2 sind in Richtung der Längsachse 31 hintereinander derart angeordnet, dass sie eine sich in Richtung der Längsachse 31 erstreckende periodische Anordnung mit einer Periodenlänge d2 (entsprechend dem Abstand von zwei benachbarten Positionsmarkierungen der Inkrementalspur 41.2) bilden. Die jeweilige zweite Inkrementalspur 41.2 ist relativ zum dritten Sensor 51.3 der Abtasteinrichtung 50 derart angeordnet, dass sie mittels des dritten Sensors 51.3 abtastbar ist und die Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur 41.2 mittels des dritten Sensors 51.3 detektierbar sind (sofern die Abtasteinrichtung 50 bezüglich der jeweiligen zweiten Inkrementalspur 41.2 entsprechend positioniert ist).As 1 and 3 indicate further, can (optional) the dimensional standard 40b a second rail segment 30b or multiple rail segments 30b or each of the rail segments 30b a second incremental track 41.2 which next to the first incremental track 41.1 the respective dimensional standard 40b in the direction of the longitudinal axis 31 extends and has a plurality of equidistantly arranged position markings. The position markings of the respective second incremental track 41.2 are in the direction of the longitudinal axis 31 arranged one behind the other in such a way that they extend in the direction of the longitudinal axis 31 extending periodic arrangement with a period length d2 (corresponding to the distance of two adjacent position markers of the incremental track 41.2 ) form. The respective second incremental track 41.2 is relative to the third sensor 51.3 the scanner 50 arranged such that they by means of the third sensor 51.3 is scannable and the position marks of the second incremental track 41.2 by means of the third sensor 51.3 are detectable (if the scanner 50 with respect to the respective second incremental track 41.2 is positioned accordingly).

Die einzelnen Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur 41.2 können auf dieselbe Weise wie die Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur 41.1 realisiert sein, wobei sich die Periodenlänge d2 der zweiten Inkrementalspur 41.2 von der Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 unterscheiden kann.The individual position markings of the second incremental track 41.2 can in the same way as the position markings of the first incremental track 41.1 be realized, whereby the period length d2 the second incremental track 41.2 from the period length d1 the first incremental track 41.1 can differentiate.

Der dritte Sensor 51.3 erzeugt im vorliegenden Beispiel beim Abtasten der jeweiligen zweiten Inkrementalspur 41.2 ein viertes Signal S4, welches bei einer Bewegung der Abtasteinrichtung 50 in Richtung der Längsachse 31 entlang der jeweiligen zweiten Inkrementalspur 41.2 als Funktion der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50 eine periodische Variation (bzw. einen periodischen Signalverlauf) mit der Periodenlänge d2 aufweist.The third sensor 51.3 generates in the present example when scanning the respective second incremental track 41.2 a fourth signal S4 which is during a movement of the scanning device 50 in the direction of the longitudinal axis 31 along the respective second incremental track 41.2 as a function of the location coordinate X of the scanner 50 a periodic variation (or a periodic waveform) with the period length d2 having.

Die erste Auswerteeinrichtung 60 steht mit dem dritten Sensor 51.3 in Verbindung, um ein vom dritten Sensor erzeugtes Signal S4 empfangen und auswerten zu können. Die erste Auswerteeinrichtung 60 ist insbesondere ausgebildet, Änderungen des vierten Signals S4 bei einer Bewegung der Abtasteinrichtung 50 in Richtung der Längsachse 13 zu registrieren und mit einer Positionsveränderung der Abtasteinrichtung 50 zu korrelieren. Weiterhin ist die Recheneinheit 70 ausgebildet ist, das vierte Signal S4 mit dem ersten Signal S1 und/oder dem zweiten Signal S2 zu vergleichen. Die Recheneinheit 70 ist insbesondere ausgebildet, eine bei einer Positionsveränderung der Abtasteinrichtung 50 erzeugte Änderung des vierten Signals S4 mit entsprechenden Änderungen des ersten Signals S1 und/oder des zweiten Signals S2 zu vergleichen. Ein derartiger Vergleich des Signals S4 mit dem Signal S1 und/oder dem Signal S2 ermöglicht eine Kontrolle, ob die Änderungen der Signale S1, S2 und S4 innerhalb vorgegebener Toleranzen mit einer bestimmten Positionsveränderung der Abtasteinrichtung 50 korrespondieren, und liefert deshalb einen Hinweis, ob die Abtasteinrichtung 50 erwartungsgemäss funktioniert.The first evaluation device 60 stands with the third sensor 51.3 in connection to a signal generated by the third sensor S4 receive and evaluate. The first evaluation device 60 In particular, it is designed to change the fourth signal S4 during a movement of the scanning device 50 in the direction of the longitudinal axis 13 to register and with a change in position of the scanner 50 to correlate. Furthermore, the arithmetic unit 70 is formed, the fourth signal S4 with the first signal S1 and / or the second signal S2 to compare. The arithmetic unit 70 is in particular designed, one at a change in position of the scanning device 50 generated change of the fourth signal S4 with corresponding changes of the first signal S1 and / or the second signal S2 to compare. Such a comparison of the signal S4 with the signal S1 and / or the signal S2 allows a check whether the changes of the signals S1 . S2 and S4 within predetermined tolerances with a certain change in position of the scanning device 50 correspond, and therefore provides an indication of whether the scanner 50 as expected works.

Um eine möglichst genaue Messung einer Positionsänderung der Abtasteinrichtung 50 in Richtung der Längsachse 31 zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, für die Periodenlänge d1 der ersten Inkrementalspur 41.1 einen möglichst kleinen Wert vorzugebenen. Für die Periodenlänge d2 der der zweiten Inkrementalspur 41.2 kann zweckmässigerweise d2 > d1 gelten, zumal unter diesen Umständen eine Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Abtasteinrichtung 50 mit hinreichender Genauigkeit möglich ist.To the most accurate possible measurement of a change in position of the scanner 50 in the direction of the longitudinal axis 31 It is beneficial for the period length to allow d1 the first incremental 41.1 to give as small a value as possible. For the period length d2 that of the second incremental track 41.2 may suitably d2> d1 apply, especially in these circumstances, a control of the functionality of the scanner 50 is possible with sufficient accuracy.

Die Periodenlänge d2 der zweiten Inkrementalspur 41.2 kann demensprechend unabhängig von d1 frei vorgegeben werden. Um eine Einfache Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Abtasteinrichtung 50 zu gewährleisten, kann d2 beispielsweise gleich einem Vielfachen von d1 sein. Für die in 1 und 3 dargestellte zweite Inkrementalspur 41.2 gilt beispielsweise d2= 2 x d1.The period length d2 the second incremental track 41.2 can therefore be independent of d1 be specified freely. To easily control the functionality of the scanner 50 to ensure d2 for example, a multiple of d1 be. For the in 1 and 3 illustrated second incremental track 41.2 For example, d2 = 2 x d1.

Die Periodenlänge d2 kann beispielsweise so gewählt werden, dass d2 mit einem oder mehreren charakteristischen Parametern der Wegmessvorrichtung 10 korreliert ist, beispielsweise mit einer „Baugrösse“ des jeweiligen Schienensegments 30b (charakterisiert durch die Länge, Höhe und/oder Breite des Schienensegments 30b) oder eine Kennzeichnung einer bestimmten Ausführungsform der Wegmessvorrichtung 10 (sofern die Wegmessvorrichtung 10 in verschiedenen Ausführungsformen bereitstellbar ist).The period length d2 can for example be chosen so that d2 with one or more characteristic parameters of the path measuring device 10 is correlated, for example, with a "size" of the respective rail segment 30b (Characterized by the length, height and / or width of the rail segment 30b ) or an identification of a particular embodiment of the path measuring device 10 (provided the Wegmessvorrichtung 10 can be provided in various embodiments).

Die Absolutspur 45 des Schienensegments 30a umfasst im Beispiel gemäss 1 bzw. 3 eine erste Kodierung 46, welche eine Information über den (bzw. die) vorstehend genannten charakteristischen Parameter der Wegmessvorrichtung 10 enthält. Die ersten Kodierung 46 ist hierbei als eine bestimmte (im vorliegenden Beispiel an einem Ende der Absolutspur 45 platzierte) Anordnung von mehreren Positionsmarkierungen der Absolutspur 45 realisiert und ist dementsprechend mittels des dritten Sensors 51.3 abtastbar und dementsprechend detektierbar und mittels der ersten Auswerteeinrichtung 60 auswertbar.The absolute track 45 of the rail segment 30a comprises in the example according to 1 respectively. 3 a first coding 46 which information about the (or the) above-mentioned characteristic parameters of the Wegmessvorrichtung 10 contains. The first coding 46 is here as a certain (in the present example at one end of the absolute track 45 placed) arrangement of several position markers of the absolute track 45 realized and is accordingly by means of the third sensor 51.3 scannable and accordingly detectable and by means of the first evaluation 60 evaluable.

Nach einer ersten Abtastung der ersten Kodierung 46 kann demnach die erste Auswerteeinrichtung 60 die jeweiligen charakteristischen Parameter der Wegmessvorrichtung 10 ermitteln. Sobald die Abtasteinrichtung 50 anschliessend bei einer Bewegung in Richtung der Längsachse 31 in die Lage versetzt wird, die zweite Inkrementalspur 41.2 eines der zweiten Schienensegmente 30b abzutasten, kann die erste Auswerteeinrichtung 60 das von dem dritten Sensor erzeugte vierte Signals S4 auswerten und aus einer Änderung des Signals als Funktion der Ortskoordinate X der Abtasteinrichtung 50 die Periodenlänge d2 der zweiten Inkrementalspur 41.2 ermitteln. Auf diese Weise ist die erste Auswerteeinrichtung 60 in der Lage zu kontrollieren, ob die ermittelte Periodenlänge d2 der zweiten Inkrementalspur 41.2 des jeweiligen zweiten Schienensegments 30b mit der in der Absolutspur 45 enthaltenen ersten Kodierung 46 kompatibel ist oder nicht.After a first scan of the first encoding 46 can therefore be the first evaluation 60 the respective characteristic parameters of the Wegmessvorrichtung 10 determine. Once the scanner 50 subsequently during a movement in the direction of the longitudinal axis 31 is enabled, the second incremental track 41.2 one of the second rail segments 30b can be sampled, the first evaluation 60 the fourth signal generated by the third sensor S4 evaluate and from a change of the signal as a function of the spatial coordinate X of the scanner 50 the period length d2 the second incremental track 41.2 determine. In this way, the first evaluation device 60 able to control whether the determined period length d2 the second incremental track 41.2 of the respective second rail segment 30b with the in the absolute track 45 contained first coding 46 is compatible or not.

Mit Bezug auf 4 wird im Folgenden eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Linearführung für einen bewegbaren Körper erläutert. Die 4 zeigt - in einer schematischen Darstellung - eine Linearführung 1, welche einen bewegbaren Körper 20 und eine lineare Wegmessvorrichtung 10 gemäss 3 umfasst. In 3 und 4 sind demensprechend gleiche bzw. gleichwirkende Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Linearführung 1 weist insbesondere dieselbe lineare Schiene 30 auf wie die Wegmessvorrichtung 10 gemäss 3.Regarding 4 An embodiment of a linear guide for a movable body according to the invention is explained below. The 4 shows - in a schematic representation - a linear guide 1 which is a movable body 20 and a linear displacement measuring device 10 according to 3 includes. In 3 and 4 are denensprechend same or equivalent parts respectively designated by the same reference numerals. The linear guide 1 in particular has the same linear rail 30 on like the Wegmessvorrichtung 10 according to 3 ,

Der bewegbare Körper 20 der Linearführung 1 ist über (nicht dargestellte) Wälzkörper an der linearen Schiene 30 gestützt, sodass die Wälzkörper eine geführte lineare Bewegung des bewegbaren Körpers 20 in Längsrichtung der linearen Schiene 30 (d.h. in Richtung der in 1 dargestellten Längsachse 31) ermöglichen. Eine Abtasteinrichtung 50 der linearen Wegmessvorrichtung 10 gemäss 3 ist am bewegbaren Körper 20 angeordnet, sodass die Abtasteinrichtung 50 bei einer Bewegung des bewegbaren Körpers 20 in Richtung der Längsachse 31 der linearen Schiene 30 mitbewegt wird und die Positionsmarkierungen der einzelnen Massverkörperungen 40a und 40b abtasten kann. Die Linearführung 1 ist hinsichtlich der Konstruktion und Funktion der Abtasteinrichtung 50, der ersten Auswerteeinrichtung 60, der zweiten Auswerteeinrichtung 65 und der Recheneinheit 70 jeweils identisch mit der Wegmessvorrichtung 10 gemäss 3. Dementsprechend muss der bewegbare Körper 20 bei einer ersten Inbetriebnahme der Linearführung 1 zunächst bezüglich des ersten Schienensegments 30a derart positioniert werden, dass der dritte Sensor 51.3 zumindest Positionsmarkierungen der Absolutspur 45 detektieren kann, welche eine der vorgegebenen absoluten Positionen AP1 bis APn kodieren, und die Auswerteeinrichtung den ersten Absolutwert AW1 ermitteln kann, welcher der vorgegebenen absoluten Position entspricht, die mittels der detektierten Positionsmarkierungen kodiert ist. Jede Positionsveränderung des bewegbaren Körpers 20 in der Richtung der Längsachse 31 wird von der zweiten Auswerteeinrichtung 65 mittels einer Auswertung der von den Sensoren 51.1 und 51.2 erzeugten Signale S1 und S2 ermittelt. Entsprechend stellt die Recheneinheit 70 einen zweiten Absolutwert AW2 bereit, welcher der Position entspricht, an welcher sich die Abtasteinrichtung 50 bzw. der bewegbare Körper 20 jeweils befindet. In 4 sind der bewegbare Körper 20 und die Abtasteinrichtung 50 jeweils in zwei verschiedenen Positionen dargestellt: für den Fall, dass sich die Abtasteinrichtung 50 an der Position P1 befindet, und für den Fall, dass sich die Abtasteinrichtung 50 an der Position P2 befindet (analog zu 3).The movable body 20 the linear guide 1 is about (not shown) rolling elements on the linear rail 30 supported, so that the rolling elements a guided linear movement of the movable body 20 in the longitudinal direction of the linear rail 30 (ie towards the in 1 illustrated longitudinal axis 31 ) enable. A scanner 50 the linear position measuring device 10 according to 3 is on the movable body 20 arranged so that the scanning device 50 during a movement of the movable body 20 in the direction of the longitudinal axis 31 the linear rail 30 is moved and the position markings of the individual scale embodiments 40a and 40b can scan. The linear guide 1 is in terms of the design and function of the scanner 50 , the first evaluation device 60 , the second evaluation device 65 and the arithmetic unit 70 each identical to the Wegmessvorrichtung 10 according to 3 , Accordingly, the movable body needs 20 at a first start-up of the linear guide 1 first with respect to the first rail segment 30a be positioned such that the third sensor 51.3 at least position markings of the absolute track 45 can detect which one of the predetermined absolute positions AP1 until APn code, and the evaluation the first absolute value AW1 can determine which of the predetermined absolute position corresponds, which is encoded by means of the detected position markers. Any change in position of the movable body 20 in the direction of the longitudinal axis 31 is from the second evaluation device 65 by means of an evaluation of the from the sensors 51.1 and 51.2 generated signals S1 and S2 determined. Accordingly, the arithmetic unit 70 a second absolute value AW2 ready, which corresponds to the position at which the scanning device 50 or the movable body 20 is located respectively. In 4 are the movable body 20 and the scanner 50 each shown in two different positions: in the event that the scanning device 50 at the position P1 located, and in the event that the scanning device 50 at the position P2 located (analogous to 3 ).

Die Linearführung 1 gemäss 4 kann als Ganzes Teil einer Maschine sein, welche beispielsweise einen (in 3 nicht dargestellten) elektrischen Antriebsmotor zum Bewegen des bewegbaren Körpers 20, eine (in 3 nicht dargestellte) Maschinensteuerung zum Ansteuern des elektrischen Antriebsmotors und gegebenenfalls anderer steuerbarer Komponenten der Maschine und eine Energieversorgungseinrichtung zur Versorgung des elektrischen Antriebsmotors, der anderen steuerbaren Komponenten der Maschine und/oder der Maschinensteuerung mit Energie umfasst, wobei die Maschinensteuerung ausgebildet ist, im Betrieb der Maschine den von der Recheneinheit 70 bereitgestellten zweiten Absolutwert AW2 zu empfangen und die Maschine in Abhängigkeit von dem zweiten Absolutwert AW2 zu steuern. The linear guide 1 according to 4 As a whole, it can be part of a machine which, for example, has a (in 3 not shown) electric drive motor for moving the movable body 20 , a (in 3 not shown) machine control for driving the electric drive motor and optionally other controllable components of the machine and a power supply means for supplying the electric drive motor, the other controllable components of the machine and / or the machine control with energy, wherein the machine control is formed, during operation of the machine that of the arithmetic unit 70 provided second absolute value AW2 to receive and the machine in response to the second absolute value AW2 to control.

Die Abtasteinrichtung 50, die erste Auswerteeinrichtung 60, die zweite Auswerteeinrichtung 65 und/oder die Recheneinheit 70 umfassen elektronische Bauelemente und benötigen für ihren Betrieb eine Zufuhr von elektrischer Energie. Wie 4 andeutet, kann eine separate elektrische Energieversorgungseinrichtung 80 vorgesehen sein, welche ausgebildet ist, nach einer ersten Inbetriebnahme der linearen Wegmessvorrichtung 10 bzw. der Linearführung 1 eine unterbrechungsfreie Zufuhr von elektrischer Energie an die Abtasteinrichtung 50, die erste Auswerteeinrichtung 60, die zweite Auswerteeinrichtung 65 und/oder die Recheneinheit 10 zu ermöglichen, und zwar unabhängig von einer Versorgung des elektrischen Antriebsmotors, der anderen steuerbaren Komponenten der Maschine und/oder der Maschinensteuerung mit Energie.The scanning device 50 , the first evaluation device 60 , the second evaluation device 65 and / or the arithmetic unit 70 include electronic components and require a supply of electrical energy for their operation. As 4 indicates, may be a separate electrical power supply 80 be provided, which is formed, after a first startup of the linear displacement measuring device 10 or the linear guide 1 an uninterrupted supply of electrical energy to the scanner 50 , the first evaluation device 60 , the second evaluation device 65 and / or the arithmetic unit 10 to allow, regardless of a supply of the electric drive motor, the other controllable components of the machine and / or the machine control with energy.

Die separate elektrische Energieversorgungseinrichtung 80 gewährleistet, dass die Abtasteinrichtung 50, die erste Auswerteeinrichtung 60, die zweite Auswerteeinrichtung 65 und/oder die Recheneinheit 10 selbst dann funktionsfähig sind und dementsprechend einen der absoluten Position der Abtasteinrichtung 50 entsprechenden zweiten Absolutwert AW2 bereitstellen, falls der Betrieb der Maschine an sich unterbrochen wird, beispielsweise durch eine Unterbrechung der Versorgung des elektrischen Antriebsmotors, der anderen steuerbaren Komponenten der Maschine und/oder der Maschinensteuerung mit Energie. Wird der Betrieb der Maschine nach einer Wiederherstellung der Versorgung des elektrischen Antriebsmotors, der anderen steuerbaren Komponenten der Maschine und/oder der Maschinensteuerung mit Energie wieder fortgesetzt, ist die Recheneinheit 70 in der Lage, der Maschinensteuerung einen zweiten Absolutwert AW2 bereitzustellen, welcher der momentanen absoluten Position der Abtasteinrichtung 50 zum Zeitpunkt der Fortsetzung des Betriebs der Maschine entspricht. Letzteres ist zutreffend auch für den Fall, dass die Abtasteinrichtung 50 während der Unterbrechung der Versorgung des elektrischen Antriebsmotors, der anderen steuerbaren Komponenten der Maschine und/oder der Maschinensteuerung mit Energie in Richtung der Längsachse 31 bewegt wurde.The separate electrical power supply device 80 ensures that the scanning device 50 , the first evaluation device 60 , the second evaluation device 65 and / or the arithmetic unit 10 even then are functional and, accordingly, one of the absolute position of the scanner 50 corresponding second absolute value AW2 provide, if the operation of the machine itself is interrupted, for example by interrupting the supply of the electric drive motor, the other controllable components of the machine and / or the machine control with energy. If the operation of the machine is continued after a restoration of the supply of the electric drive motor, the other controllable components of the machine and / or the machine control with energy, the arithmetic unit is 70 capable of giving the machine control a second absolute value AW2 which is the instantaneous absolute position of the scanner 50 at the time of continued operation of the machine. The latter is also true in the event that the scanning device 50 during the interruption of the supply of the electric drive motor, the other controllable components of the machine and / or the machine control with energy in the direction of the longitudinal axis 31 was moved.

Alle zweiten Schienensegmente 30b (einschliesslich der an dem jeweiligen zweiten Schienensegment 30b vorhandenen Massverkörperung 40b) der Schiene 30 der Wegmessvorrichtung 10 bzw. der Linearführung 1 können identisch aufgebaut sein, um zu ermöglichen, dass mehrere zum Aufbau der Schiene 30 benötigte Schienensegmente 30b miteinander vertauschbar und/oder gegenseitig austauschbar sind.All second rail segments 30b (including at the respective second rail segment 30b existing dimensional standard 40b) the rail 30 the Wegmessvorrichtung 10 or the linear guide 1 can be identically constructed to allow several to build the rail 30 required rail segments 30b interchangeable and / or interchangeable.

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  • EP 2533018 A1 [0015]EP 2533018 A1 [0015]

Claims (11)

Lineare Wegmessvorrichtung (10) zum Bestimmen einer absoluten Position, welche umfasst: a) eine lineare Schiene (30), welche eine Längsachse (31) aufweist und aus mehreren einzelnen Schienensegmenten (30a, 30b) zusammengesetzt ist, welche Schienensegmente in Richtung der Längsachse (31) hintereinander angeordnet sind, wobei jedes der Schienensegmente (30a, 30b) eine Massverkörperung (40a, 40b) aufweist, welche zumindest eine sich in Richtung der Längsachse (31) erstreckende erste Inkrementalspur (41.1) mit einer Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen umfasst, und wobei die Massverkörperung (40a) eines der Schienensegmente (30a) neben der ersten Inkrementalspur (41.1) dieser Massverkörperung (40a) eine Absolutspur (45) mit einer Mehrzahl von Positionsmarkierungen zur Kodierung von mehreren vorgegebenen absoluten Positionen, welche in Richtung der Längsachse (31) hintereinander liegen, aufweist; b) eine Abtasteinrichtung (50) mit einer Sensoranordnung (51) zum Abtasten der Massverkörperungen (40a, 40b), welche Sensoranordnung mindestens einen ersten Sensor (51.1), einen zweiten Sensor (51.2) und einen dritten Sensor (51.3) umfasst, wobei die Abtasteinrichtung (50) bezüglich der Schiene (30) derart geführt ist, dass sie in Richtung der Längsachse (31) entlang mehrerer der Schienensegmente (30a, 30b) bewegbar ist, und wobei der erste Sensor (51.1) ausgebildet ist, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur (41.1) eines der Schienensegmente (30a, 30b) zu detektieren und ein erstes Signal (S1) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu der mindestens einen, vom ersten Sensor (51.1) detektierten Positionsmarkierung enthält, wobei der zweite Sensor (51.2) ausgebildet ist, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur (41.1) eines der Schienensegmente (30a, 30b) zu detektieren und ein zweites Signal (S2) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu der mindestens einen, vom zweiten Sensor (51.2) detektierten Positionsmarkierung enthält, wobei der erste Sensor (51.1) und der zweite Sensor (51.2) in Richtung der Längsachse (31) relativ zueinander um eine vorbestimmte Distanz (D) versetzt angeordnet sind, sodass die Abtasteinrichtung (50) bezüglich je zwei benachbarten Schienensegmenten (30a, 30b) in eine Position (P1) bringbar ist, in welcher der erste Sensor (51.1) mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur (41.1) der Massverkörperung (40a) der einen der zwei benachbarten Schienensegmente (30a) detektiert und der zweite Sensor (51.2) mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur (41.1) der Massverkörperung (40b) der anderen der zwei benachbarten Schienensegmente (30b) detektiert, wobei der dritte Sensor (51.3) ausgebildet ist, die Absolutspur (45) der Massverkörperung (40a) des einen der Schienensegmente (30a) abzutasten und ein drittes Signal (S3) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu den vorgegebenen absoluten Positionen enthält; c) eine erste Auswerteeinrichtung (60) für das dritte Signal (S3), welche ausgebildet ist zu detektieren, ob sich die Abtasteinrichtung (50) an einer der vorgegebenen absoluten Positionen bezüglich des einen der Schienensegmente (30a) befindet, und - falls eine Auswertung des dritten Signals (S3) ergibt, dass sich die Abtasteinrichtung (50) an einem ersten Zeitpunkt an einer der vorgegebenen absoluten Positionen (P1) bezüglich des einen der Schienensegmente (30a) befindet - einen ersten Absolutwert (AW1) zu ermitteln, welcher diese eine der vorgegebenen absoluten Positionen (P1) repräsentiert; d) eine zweite Auswerteeinrichtung (65) für das erste Signal (S1) und das zweite Signal (S2), welche ausgebildet ist, nach dem ersten Zeitpunkt das erste Signal und das zweite Signal während eines ersten Zeitintervalls zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt auszuwerten und eine Positionsdifferenz (PD) zwischen der Position (P1) der Abtasteinrichtung (50) zu Beginn des ersten Zeitintervalls und einer Position (P2) der Abtasteinrichtung (50) zu dem zweiten Zeitpunkt am Ende des ersten Zeitintervalls zu ermitteln; e) eine Recheneinheit (70), welche ausgebildet ist, aus dem ersten Absolutwert (AW1) und der von der zweiten Auswerteeinrichtung (65) ermittelten Positionsdifferenz (PD) einen zweiten Absolutwert (AW2) zu berechnen, welcher eine absolute Position der Abtasteinrichtung (50) zum zweiten Zeitpunkt am Ende des ersten Zeitintervalls repräsentiert.A linear path measuring device (10) for determining an absolute position, comprising: a) a linear rail (30) which has a longitudinal axis (31) and is composed of a plurality of individual rail segments (30a, 30b), which rail segments are arranged one behind the other in the direction of the longitudinal axis (31), wherein each of the rail segments (30a, 30b) has a dimensional representation (40a, 40b) which comprises at least one first incremental track (41.1) extending in the direction of the longitudinal axis (31) with a plurality of equidistantly arranged position markings, and wherein the dimensional standard (40a ) of one of the rail segments (30a) next to the first incremental track (41.1) of this scale (40a) an absolute track (45) with a plurality of position markings for encoding a plurality of predetermined absolute positions, which lie in the direction of the longitudinal axis (31) one behind the other; b) a scanning device (50) having a sensor arrangement (51) for scanning the dimensional standards (40a, 40b), which sensor arrangement comprises at least one first sensor (51.1), a second sensor (51.2) and a third sensor (51.3), wherein the scanning device (50) is guided with respect to the rail (30) such that it is movable in the direction of the longitudinal axis (31) along a plurality of the rail segments (30a, 30b), and wherein the first sensor (51.1) is designed to detect at least one position marking of the first incremental track (41.1) of one of the rail segments (30a, 30b) and to generate a first signal (S1) which contains information about a position of the scanning device (50). relative to the at least one position marker detected by the first sensor (51.1), wherein the second sensor (51.2) is designed to detect at least one position marking of the first incremental track (41.1) of one of the rail segments (30a, 30b) and to generate a second signal (S2) which contains information about a position of the scanning device (50). relative to the at least one position marker detected by the second sensor (51.2), wherein the first sensor (51.1) and the second sensor (51.2) are offset in the direction of the longitudinal axis (31) relative to one another by a predetermined distance (D), so that the scanning device (50) with respect to each two adjacent rail segments (30a, 30b) in a position (P1) can be brought, in which the first sensor (51.1) detects at least one of the position markings of the first incremental track (41.1) of the dimensional scale (40a) of the one of the two adjacent rail segments (30a) and the second sensor (51.2) at least detects one of the position markings of the first incremental track (41.1) of the scale (40b) of the other of the two adjacent rail segments (30b), wherein the third sensor (51.3) is adapted to scan the absolute track (45) of the scale (40a) of the one of the rail segments (30a) and to generate a third signal (S3) containing information about a position of the scanner (50) relative to to the given absolute positions; c) a first evaluation device (60) for the third signal (S3), which is designed to detect whether the scanning device (50) is located at one of the predetermined absolute positions with respect to the one of the rail segments (30a), and - if an evaluation of the third signal (S3) shows that the scanning device (50) at a first time at one of the predetermined absolute positions (P1) with respect to the one of the rail segments (30a) - to determine a first absolute value (AW1), which one the predetermined absolute positions (P1) represents; d) a second evaluation device (65) for the first signal (S1) and the second signal (S2), which is formed after the first time the first signal and the second signal during a first time interval between the first time and a second time and to determine a position difference (PD) between the position (P1) of the scanner (50) at the beginning of the first time interval and a position (P2) of the scanner (50) at the second time at the end of the first time interval; e) a computing unit (70), which is designed to calculate from the first absolute value (AW1) and the position difference (PD) determined by the second evaluation device (65) a second absolute value (AW2), which determines an absolute position of the scanning device (50 ) at the second time at the end of the first time interval. Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss Anspruch 1, wobei die Abtasteinrichtung (50), die erste Auswerteeinrichtung (60), die zweite Auswerteeinrichtung (65) und/oder die Recheneinheit (70) mittels einer Zufuhr von elektrischer Energie betreibbar sind und eine elektrische Energieversorgungseinrichtung (80) vorhanden ist, welche ausgebildet ist, nach dem ersten Zeitpunkt eine unterbrechungsfreie Zufuhr von elektrischer Energie an die Abtasteinrichtung, die erste Auswerteeinrichtung, die zweite Auswerteeinrichtung und/oder die Recheneinheit zu ermöglichen.Linear displacement measuring device (20) according to Claim 1 wherein the scanning device (50), the first evaluation device (60), the second evaluation device (65) and / or the computing unit (70) are operable by means of a supply of electrical energy and an electrical power supply device (80) is provided, which is formed to allow after the first time an uninterruptible supply of electrical energy to the scanning device, the first evaluation device, the second evaluation device and / or the computing unit. Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss einem der Ansprüche 1-2, wobei die Massverkörperung (40b) mindestens eines der Schienensegmente (30b) - mit Ausnahme des einen der Schienensegmente (30a), welches die Absolutspur (45) aufweist - eine zweite Inkrementalspur (41.2) umfasst, welche sich neben der ersten Inkrementalspur (41.1) dieses mindestens einen der Schienensegmente (30b) in Richtung der Längsachse (31) erstreckt und eine Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen aufweist, und die zweite Inkrementalspur (41.2) relativ zum dritten Sensor (51.3) der Abtasteinrichtung (50) derart angeordnet ist, dass die zweite Inkrementalspur (41.2) mittels des dritten Sensors (51.3) abtastbar ist und die Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur (41.2) mittels des dritten Sensors (51.3) detektierbar sind.Linear displacement measuring device (20) according to one of Claims 1 - 2 wherein the dimensional scale (40b) of at least one of the rail segments (30b) - with the exception of one of the rail segments (30a) having the absolute track (45) - comprises a second incremental track (41.2) adjacent to the first incremental track (41.1) this at least one of the rail segments (30b) extends in the direction of the longitudinal axis (31) and has a plurality of equidistantly arranged position markings, and the second incremental track (41.2) relative to the third sensor (51.3) of the scanning device (50) is arranged such that the second incremental track (41.2) by means of the third Sensor (51.3) is scanned and the position markings of the second incremental track (41.2) by means of the third sensor (51.3) are detectable. Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss Anspruch 3, wobei zwei benachbarte Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur (41.2) in einem Abstand (d2) zueinander angeordnet sind, welcher grösser als der Abstand (d1) zwischen zwei benachbarten Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur (41.1) ist.Linear displacement measuring device (20) according to Claim 3 wherein two adjacent position markings of the second incremental track (41.2) are arranged at a distance (d2) from one another which is greater than the distance (d1) between two adjacent position markings of the first incremental track (41.1). Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss Anspruch 3 oder 4, wobei der dritte Sensor (51.3) ausgebildet ist, beim Abtasten der zweiten Inkrementalspur (41.2) ein viertes Signal (S4) zu erzeugen, und die Recheneinheit (70) ausgebildet ist, das vierte Signal (S4) mit dem ersten Signal (S1) und/oder dem zweiten Signal (S2) zu vergleichen.Linear displacement measuring device (20) according to Claim 3 or 4 wherein the third sensor (51.3) is designed to generate a fourth signal (S4) when scanning the second incremental track (41.2), and the arithmetic unit (70) is configured to generate the fourth signal (S4) with the first signal (S1) and / or the second signal (S2). Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss einem der Ansprüche 3-5, wobei die Absolutspur (45) des einen der Schienensegmente (30a) eine erste Kodierung (46) umfasst, welche eine Information über mindestens einen charakteristischen Parameter mindestens eines der anderen der Schienensegmente (30b) der linearen Schiene (30) enthält, und die erste Kodierung (46) mittels des dritten Sensors (51.3) detektierbar ist.Linear displacement measuring device (20) according to one of Claims 3 - 5 wherein the absolute track (45) of one of the rail segments (30a) comprises a first coding (46) containing information about at least one characteristic parameter of at least one of the other of the rail segments (30b) of the linear rail (30) and the first one Coding (46) by means of the third sensor (51.3) is detectable. Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss Anspruch 6, wobei der mindestens eine charakteristische Parameter ist: eine Baugrösse mindestens eines der anderen der Schienensegmente (30b) oder ein Abstand (d2) zwischen zwei benachbarten Positionsmarkierungen der zweiten Inkrementalspur (41.2).Linear displacement measuring device (20) according to Claim 6 , wherein the at least one characteristic parameter is: a size of at least one of the other of the rail segments (30b) or a distance (d2) between two adjacent position marks of the second incremental track (41.2). Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss einem der Ansprüche 1-7, wobei die lineare Schiene (30) aus mehr als zwei der Schienensegmente (30a, 30b) zusammengesetzt ist und alle Schienensegmente (30b) - mit Ausnahme des einen der Schienensegmente (30a), welches die Absolutspur (45) aufweist - identisch ausgebildet sind.Linear displacement measuring device (20) according to one of Claims 1 - 7 wherein the linear rail (30) is composed of more than two of the rail segments (30a, 30b) and all the rail segments (30b) are identical, except for the one of the rail segments (30a) having the absolute track (45). Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss Anspruch 8, wobei die Schienensegmente (30a, 30b) in beliebiger Reihenfolge hintereinander montierbar sind, um die lineare Schiene (30) zu bilden.Linear displacement measuring device (20) according to Claim 8 wherein the rail segments (30a, 30b) are mountable in any order one behind the other to form the linear rail (30). Lineare Wegmessvorrichtung (20) gemäss Anspruch 8 oder 9, wobei jedes der Schienensegmente (30b) - mit Ausnahme des einen der Schienensegmente (30a), welches die Absolutspur (45) aufweist - gegen ein identisches Schienensegment austauschbar ist.Linear displacement measuring device (20) according to Claim 8 or 9 wherein each of the rail segments (30b) is interchangeable with an identical rail segment except for the one of the rail segments (30a) having the absolute track (45). Linearführung (1), welche einen bewegbaren Körper (20) und eine lineare Wegmessvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1-10 umfasst, wobei der bewegbare Körper (20) über Wälzkörper an der linearen Schiene (30) der linearen Wegmessvorrichtung (10) gestützt ist, sodass die Wälzkörper eine geführte lineare Bewegung des bewegbaren Körpers (20) in Längsrichtung der linearen Schiene (30) ermöglichen, und die Abtasteinrichtung (50) der linearen Wegmessvorrichtung (10) am bewegbaren Körper (20) angeordnet ist.Linear guide (1) comprising a movable body (20) and a linear displacement measuring device (10) according to one of Claims 1 - 10 wherein the movable body (20) is supported by rolling elements on the linear rail (30) of the linear displacement measuring device (10) so that the rolling elements allow guided linear movement of the movable body (20) in the longitudinal direction of the linear rail (30), and the scanning device (50) of the linear displacement measuring device (10) is arranged on the movable body (20).
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