DE2732909A1 - Elektronischer zaehler - Google Patents

Elektronischer zaehler

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    • G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
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Description

LH. JOHANNES HEIDENIIAIN GMbIi 12. Juli 1977
Elektronischer Zähler
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Zähler für inkrementale Meßeinrichtungen ssum Messen odor Positionieren der Relativlage zweier Objekte einer Maschine oder dgl. Die vorgenannten Objekte können der Schlitten bzw. das Bett einer Bearbeitungs— oder Meßmaschine sein.
Die Positionierung der vorgenannten Objekte kann je nach Art der Zeichnungsvermaßung absolut von einer Bezugslinie aus oder im Kettenmaß durch wiederholtes Nullen geschehen. Bekannte Längen— oder Winkelmeßsysteme sind mit Mangeln behaftet, wenn wechselweise die Positionierung von Absolut— maßen oder Kettenmaßen erfolgen soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektronischen Zähler für inkrementale Meßsysteme zu schaffen, der mit einfachen Mitteln eine Vielzahl von Meß— odei' Positionieraufgaben gestattet, vielseitig einsßtzbar sowie leicht bedienbar ist und dabei eine zuverlässige Arbeiteweise ermöglicht.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einem elektronischen Zähler für inkrementale Meßeinrichtungen der eingangs genannten Art durch elektronische Bausteine zum Betrieb des Zählers in mehreren Bezugssystemen und Schaltmittel zum Wechsel zwischen diesen Bezugssystemen, dennaßen, daß in einer der Schalterstellungen das auf den absoluten Nullpunkt (Maschinennullpunkt) bezogene System und zumindest in einer v/eiteren Schalterstellung oin auf frei wählbare Null— bzw. Bezugspunkte bezogenes System anwählbar bzw. rückrufbar ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bewirkt ein Referenzimpuls, dessen Lage zur Teilung der Meßeinrichtung absolut festgelegt ist, das Setzen des absoluten Maschinennullpunktes·
Weitere Merkmale der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen 3 bis 7*
Die Erfindung bietet folgende wesentliche Vorteile:
1. Absoluter Nullpunkt (Maschinennullpunkt) und jeder andere gewählte Bezugspunkt kann jederzeit über Schalter angewählt bzw. rückgerufen werden. Somit ist ein Wechsel zwischen den einzelnen Bezugssystemen möglich, d.h. es können mehrere Bezugssysteme nebeneinander angeordnet werden (z.B. Abeolut-Kettenmaß usw.)·
2. Beliebiger Wechsel der Bezugspunkte ohne erneute Zählereichung.
3. Einfache Bedienungsweise und vielseitige Einsatz— möglichkeit des Zählers, bzw. der Meßeinrichtung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Blockschaltbildes noch näher erläutert.
Ein inkrementales Meßsystem zum Messen der Relativlege und zum Positionieren zweier Objekte einer Maschine oder dgl. mit Gittermaßstab G und Abtastkopf AK liefert Signale, die in bekannter Weise in einem Verstärker V verstärkt, in einem Trigger T getriggert, über einen Richtungsdiekrimi— nator RD und Vorzeichenstufen VZ,, VZ,, und VZj-j-r in Vor-ZRückwärtezähler VR,, VRj1 und VR111 eingespeist werden.
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Eine sogenannte Nullimpulsspur RI auf dem Gittermaßstab G liefert ein Referenzsignal Rl', dessen Lage zur Teilung G des Meßsysfcems absolut festgelegt ist. Dieses Referenzsignal RI1 wird verstärkt und getriggfjrt in eine Nullim— pulsauswerteschaltung NA eingespeist, die es auswertet und dem Vor—/Rückwärtszähler VH-, zuführt. Die Vor—/Rück— wärt s zähl er VRj, ^-ττ un<^ VRjtt zählen ständig die vom inkrementalen Meßsystem gelieferten Impulse. Ein Schalter B verfügt über drei Stellungen I, II und III, mit deren Hilfe drei verschiedene Bezugssysteme angewählt werden können. In jeder der drei Schalteratellungen I oder II oder III wird in einem Multiplexer MX- eine Verbindung zwischen einem der Vor—/Rückwärtazähler VBj oder VRj1 oder VRj11 und einer Anzeige A hergestellt. Dabei ordnet der Schalter B im ersten Bezugssystem der Stellung I den Vor—/Rückwärtszähler VRj zu, im zweiten Bezugssystem der Stellung II den Vor—/Rückwärtszähler VRjj und im dritten Bezugssystem der Stellung III den Vor—/Rückwärtszähler V
In den drei Bezugssystemen können Bezugspunkte erzeugt werden.
Mit dem obenbeschriebenen Referenzimpuls RI1, dessen Lage zur Teilung G des Meßsystems absolut festgelegt ist, wird in dem ersten Bezugssystem über die Nullpunktauswerteschaltung NA der Vor—/Rückwärtszähler VRj immer wieder auf den absoluten Nullpunkt (Maschinennullpunkt) geeicht.
Im zweiten Bezugssystem, das der Schalterstellung II des Schalters B und dem Vor—/Rückwärtszähler VRjj zugeordnet ist, kann beispielsweise der Arbeitsnullpunkt festgehalten werden. Der Arbeitsnullpunkt läßt sich vorteilhafterweise von einer Kante eines zu bearbeitenden Werkstückes ableiten.
Das dritte Bezugssystem, zu dem die Schalterstellung III und der Vor-ZRückwärtszähler VRjjj gehört, ist frei verfügbar für ständig wechselnde Bezugspunkte. Dies wird z.B. bei der
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Bearbeitung von Werkstücken benötigt, die mit Kettenmaßen vermaßt sind. Im dritten Bezugssystem kann also ständig ein Momentanbe/.ugspunkt erzeugt werden. Mit dem Schalter B lassen üich jedoch — unbeeinflußt von der Bezugspunkt— auswahl im dritten System — sowohl der abaolute Maschinennullpunkfc .im ersten System, als auch der Ar— beitsnullpunkt im zweiten System jederzeit anwählen bzw. zurückrufen.
Um die Vor—/Rückwärtszähler VR1, VRj1, VR11-, auch löschen oder setzen zu können, sind eine Lösch— und vorzugsweise eine Setztaete L bzw. ST vorgesehen. Eine Eingabeeinheit EE dient der Eingabe eines beliebigen Setzwertes Da. Ein zweiter Multiplexer MX2 stellt zwischen den entsprechenden Schalter-Stellungen I oder II oder III und den zugehörigen Vor—/Rück— wärtazählern VIi-, oder VRjj oder VR,-,,. die Verbindung her und schaltet die Eingabeeinheit EE auf den angewählten Vor-ZHückwärtszähler VR1 oder VR11 oder VR111. Mit Hilfe des Mutliplexers MXp läßt sich also jeder der Vor—/Rück— wärt3zähler VRy oder VRjj oder VRjjj mit einem Löschimpuls oder einem frei wählbaren Setzwert Da beaufschlagen, obwohl nur jeweils eine Löschtaste L, eine Setztaste ST und eine Eingabeeinheit EE vorhanden sind. Es versteht sich, daß en im Rahmen der Erfindung liegt, jedem der Vor—/Rück— wärtszähler VRj oder VRjj oder VRjjj eine eigene Lösch— bzw. Setztaste L bzw. ST und eine eigene Eingabeeinheit EE zuzuordnen. Der Multiplexer MXp entfällt dann natürlich.
Es ist ferner eine Versorgungsspannungslogik VL vorgesehen, mit deren Hilfe eine optische und/oder akustische Warnung ausgelöst wird, wenn nach Netzausfall oder Ausschalten der Zähler wieder in Betrieb genommen wird.
Die Versorgungaspannungslogik VL dient zur Sicherstellung der richtigen Bedienung des erfindungsgemäßen Zählers bei Wiederinbetriebnahme des Zählers nach Unterbrechung der
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externen Versorgungsspannung. Eine Unterbrechung der Ver— sorgungsspannung bewirkt in der Versorgungsspannungslogik VL, daß eine Warnung, z.B. Blinken der Anzeige A ausgelöst wird. Die bedienende Person wird mit diesem Warnsignal darüber informiert, daß das gesamte System durch Unterbrechung der Versorgungsspannung fehlerhaft arbeitet. Eine fehlerfreie Zuordnung der Bezugspunkte ist erst dann wieder gegeben, wenn der absolute Maschinennullpunkt aufgesucht worden ist. Durch Verfahren der angegebenen Objekte über den absoluten Maschinennullpunkt hinaus, wird auf den Vor—/ Rückwärtszähler VRj der Referenzimpuls RI1 gegeben, der ihn auf den absoluten Maschinennullpunkt setzt. Gleichzeitig wird vom gleichen Referenzimpuls RI1 die Versorgungs— spannungslogik VL beaufschlagt, die nun die Warnung zurückzieht, da der absolute Bezugspunkt wieder gegeben ist. Die vorher blinkende Anzeige A ist nun wieder ununterbrochen in Betrieb.
Es ist von Vorteil, in diesem Zähler noch eine interne Spannungsversorgung mittels Batterie oder Akkumulator vorzusehen, die sowohl das Meßsystem als auch die Zähler VR-., VR-j-j und VRj j j versorgt, so daß die festgelegten Bezugspunkte erhalten bleiben.
Weiterhin ist es bei dem beschriebenen Zähler auf einfache Weise möglich Fehler zu korrigieren, die beispielweise in den Führungen der genannten Objekte oder in der Teilung G des Meßsystemu vorhanden sind. Absoluten Lagewerten ordnet man in einem nicht dargestellten Speicher fest eingespeicherte, durch eine besondere Messung ermittelte Korrekturwerte zu, die rechnerisch berücksichtigt werden.
Die genannten absoluten Lagewerte lassen sich jederzeit mit Hilfe von codierten Iieferenzmarken RI (Codespur nicht dargestellt) des Gittermaßstabes G auffinden und mit den genannten Korrokturwerten beaufschlagen, so daß on diesen absoluten Lanewcrten der Zählorstand berichtigt wird. Jedem absoluten La^ewert ist dabei ein vorab ermittelter Korrek— turwert zugeordnet, der einen bestimmten Speicherplatz ein—
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nimmt. l)ie Informationen der vorgenannten Codespur an den RefGrenzmarke/) RI werden vorzugsweise in einem nicht dargestellten Rechner decodiert.
Der elektronische Zähler läßt sich vorteilhaft auch bei numerisch gesteuerten Maschinen anwenden.
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Claims (7)

  1. DH. JOHANNES HEIDENHAIN GM3H 12. Juli 1977
    273290$
    Ansprüche
    ί 1·)/ Elektronischer Zähler für inkrementale Meßeinrichtungen zum Messen oder Positionieren der Relativlage zweier Objekte einer Maschine oder dgl., gekennzeichnet durch elektronische Bousteine (VR1, VR11 u. VR111) zum Betrieb des Zählers in mehreren Bezugssystemen und Schaltmittel (B) zum Wechsel zwischen diesen Bezugssystemen, dermaßen, daß in einer der Schalterstellun— gen (I) das auf den absoluten Nullpunkt (Maschinen— nullpunkt) bezogene System und zumindest in einer weiteren Schal terstellung (Il und ggf. III) ein auf frei wählbare Null— bzw. Bezugspunkte bezogenes System anwählbar bzw. rückrufbar ist.
  2. 2.) Elektronischer Zähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Referenzimpuls (RI'), dessen Lage zur Teilung (G) der Ileßoinrichtung absolut festgelegt ist, das Setzen des abeoluten Maschinennullpunktes bewirkt.
  3. 3.) Elektronischer Zähler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß stets nach Unterbrechung der externen Versorgungsspannung bei Wiederinbetriebnahme des Zählers eine optische und/oder akustische Warnung erfolgt, die jeweils erst nach Überfahren der Referenzmarke (RI), die den absoluten Maschinennullpunkt definiert, außer Betrieb gesetzt wird.
  4. 4.) Elektronischer Zähler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Batterie oder ein Akku vorgesehen ist, deren Spannung bei Netzausfall den Erhalt der festgelegten Bezugspunkte bewirkt.
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  5. 5.) Elektronischer Zähler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Lagewerte des absoluten Bezugssystems mit Korrekturwerten beaufschlagt werden und eine entsprechende Berichtigung des Zählerstandes erfolgt.
  6. 6.) Elektronischer Zähler nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwerte vorab durch eine besondere Messung ermittelt, in einem Speicher gespeichert und rechnerisch berücksichtigt werden.
  7. 7.) Elektronischer Zähler nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekeimzeichnet, daß entlang der Teilung (G) eine Vielzahl von Referenzmarken (RI) angeoi-dnet sind und daß jeder Referenzmarke (RI) vorzugsweise eine codierte Spur zur Identifizierung des jeweiligen Absolutwertes zugeordnet ist und daß jedem bei der Referenzmarke (RI) abgerufenen Absolutwert ein eingespeicherter Korrekturwert zugeordnet ist, und daß zumindest jeweils beim Auftreten eines Referenzimpulses (RI1) unter Mitwirkung eines Rechners der Zählerstand auf den richtigen Wert korrigiert wird. ·
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