DE3139430A1

DE3139430A1 - "anordnung zum erfassen der bezugsposition eines beweglichen bauteils"

Info

Publication number: DE3139430A1
Application number: DE19813139430
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc 2000 Neuchâtel Monnier; Francis 2054 Chezard Robert
Original assignee: MICROBO SA
Current assignee: MICROBO SA
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1981-10-03
Publication date: 1982-08-05
Also published as: JPS5794605A; FR2492092A1; US4468666A; GB2086568A; FR2492092B1; CH639191A5; GB2086568B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zvm Erfassen der Bezugsoder Referenzposition eines beweglichen Bauteils.

Genauer gesagt, betrifft die Erfindung eine Anordnung dieses Typs, mit der ein elektrisches Logiksignal erzeugt werden soll, sobald das Bauteil durch die erwähnte Bezugs- oder Referenzposition geht.

Die Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, in dem Fall anwandbar, daß ein Manipulatorarm aus mehreren, relativ zueinander beweglichen Segmenten, von denen das letzte Segment mit einem Werkzeug versehen ist, von einem Rechner gesteuert wird. Sie ist insbesondere anwendbar in dem Falle, wo die Informationen bezüglich der Bewegungen der Armsegmente von Inkrementalwandlern erzeugt werden, die einen elektrischen Impuls pro durchlaufenem Vfeginkrement erzeugen. Es ist klar, daß dann, wenn die üikreirentalwandler in der Lage sind, eine Bewegungsinformation zu liefern, sie keine Positionsinformation liefern können, solange man nicht eine BeBugsposition festgelegt hat, die den Beginn einer solchen Bewegung definiert.

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Die vorliegende Erfindung erlaubt es, ein elektrisches Signal zu erzeugen, das diese Bezugs- oder Referenzposition^iner leicht mit

den inkrementalen Bewegungssignalen kompatiblen Form darstellt.

Im Fall vcn linearen Bewegungen besteht eine bekannte Lösung zum Erzeugen eines solchen Signals darin, die Bezugsposition durch ei= nen stationären elektrischen Kontakt zu definieren, der aktiviert wird, sobald ein Teil des beweglichen Bauteils den Kontakt betätigt« Ein solches System weist zahlreiche Nachteile auf. Es erlaubt keine große Präzision bei der Definition der Bezugsposition. Darüberhinaus kann sich diese Bezugsposition je nach dem Einsatz verändern, ierner gibt es ein Problem des Synchronismus zwischen dem mechanischen Bezugskontakt und dem optisch-mechanischen System, das die verschiedenen Vfeginkremente definiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zum Erfassen der Bezugsposition des Bauteils zu schaffen,, die leicht mit den Inkremental·= Signalen der Bewegung des Bauteils synchronisierbar ist= Dabei soll die Anordnung so ausgebildetsein, daß die Bezugsposition mit großer Präzision dargestellt wird, und die Bezugsposition soll darüberhinaus über längere Zeiten strikt konstant sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Anordnung eine erste Erfassungsbaugruppe für die "Feinerfassung" aufweist und eine zweite Erfassungsbaugruppe für die "Groberfassung", sowie Mittel zum Verarbeiten des ναι jeder Baugruppe gelieferten elektrischen Signals, um schließlich ein Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für den Durchgang des Bauteils durch die Bezugs- oder Referenzposition. Die erste Erfassungsbaugruppe weist ein mechanisches Organ auf, um auf eine erste Markierung eine Drehbewegung zu übertragen-entsprechend der Bewegung des betreffenden Bauteils, sowie eine stationäre Detektoranordnung, die den Durchlauf der ersten Markierung erfaßt und ein elektrisches Signal im Zeitpunkt dieses Durchlaufs erzeugt. Beispielsweise umfaßt diese Anordnung eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger,, wcbei das von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahlenbündel periodisch von der Markierung unteibrochen wird, so daß der vom Lichtempfanger erfaßte Lichtstrahl moduliert ist- Dar Empfanger liefert ein erstes elektrisches Signal, dessen Amplitude die Intensität dos Lichtstrahls

repräsentiert. Die zweite Erfassungsbaugruppe umfaßt eine zweite Markierung, die mit dem Bauteil verbunden ist, sowie eine zweite Detektoranordnung, die den Durchgang der zweiten Markierung erfaßt und ein elektrisches Signal erzeugt im Augenblick dieses Durchgangs; dieses zweite Detektoranordnung ist stationär. Ein elektronischer Verarbeitungsschaltkreis verarbeitet die von den Detektoranordnungen erzeugten Signale, um beispielsweise den Zeitpunkt zu erfassen, in welchem die erste Markierung vor der ersten Detektoranordnung erstmals vorbeigeht, nachdem die zweite Markierung ihrerseits vor der zweiten Detektoran-Ordnung vorbeigelaufen ist.

In einer Variante kann die zweite Markierung stationär sein und die zweite Detektoranordnung mit dem betreffenden Bauteil fest verbunden sein.

Auf den Inhalt des Patentanspruchs 1 wird demgemäß Bezug genennen. Weitere Merkmale des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert, und die daraus resultierenden Vorteile lassen sich am einfachsten aus der nachfolgenden Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels entnehmen. Dabei wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug gencmnen.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Vorrichtung gemäß der

Erfindung, montiert an einem translationsbeweglichen Teil,

ELg. 2 a zeigt in Vertikalschnitt die Verrichtung nach Fig. 1, während

Fig. 2b die Scheibe zeigt, die die erste Marke trägt,

Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Ausfuhrungsbeispiel des Verarbeitungsschaltkreises für die elektrischen Signale, und

Fig. 4 zeigt die Zeitdiagranne der Signale des Schaltkrei- - ses nach Fig. 3

Die Figuren 1 und 2 zeigen die Gesamtheit der Vorrichtung für das Erfassen der Bezugsposition eines translationsbeweglidien Teils„ In dem betrachteten Beispiel handelt es sich um ein Segment 2, das translationsbeweglich ist und Teil eines Manipulationsanns M bildet (der Doppelpfeil F symbolisiert die Bewegung) „ Die Figur zeigt schematisch ein zweites Segment 4, das an das Ende des Segments 2 angelenkt ist, sowie ein Teil 6, in dem das Segnent 2 gleiten kann unter der Wirkung eines nicht dargestellten Aktuators. Das Teil 6 seinerseits ist translationsbeweglich in Vertikalrichtung (Doppelpfeil F") relativ zu einer Säule 8. Die Beschreibung betrifft die Definition einer Bezugsposition oder Nullposition für das Segnent 2 hinsichtlich seiner Translationsbewegung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt eine Baugruppe zum Erfassen de^'Feiaposition", die die allgemeine Bezeichnung A trägt, eine Baugruppe für die Festlegung der"Grobposition" B sowie einen Schaltkreis C für die Verarbeitung der elektrischen Signale „ die von den Baugruppen A und B geliefert werden«

Die Baugrvppe A umfaßt im wesentlichen Mittel 9, um auf eine Marke 1o eine Drehbewegung zu übertragen entsprechend der Trans lationsbewegung des Teils 2, sowie eine Detektoranordnung 12 ^ die derart ausgebildet ist, daß ein elektrisches Signal unterschiedlichen Niveaus erzeugt, je nachdem,ob vor ihm die Marke 1o erscheint oder nicht. Die Baugruppe B umfaßt im wesentlichen eine Marke If, fest verbunden mit dem Teil 2, und eine zweite Detektoranordnung 16 zum Erzeugen eines elektrischen Signals mit einem Pegel, der unterschiedlich ist„ je nachdem ob die Marke 14 vor der Datektoranordnung 16 erscheint oder nicht.

Fig. 1 berücksichtigt nicht den Maßstab für die verschiedenen Organe der Vorrichtung. Insbesondere wurde die Länge des Scheibenradius', Teil der Mittel 9, erheblich vergrößert relativ zu den Abmessungen, die die Scheibe hätte, wenn sie mit demselben Maßstab gezeigt wäre wie das Segment 2. Daraus ergibt sich, daß dann„ wenn das Teil 2 seinen gesamten Hub durchläuft, die Scheibe in Wirklichkeit eine große Anzahl von Umläufen ausführtο Das von der Datektoranordnung 12 abgegebene Signal

bildet demgemäß eine Aufeinanderfolgen entsprechender Pegel bei den aufeinanderfolgenden Durchgängen der Marke 1o vor der Datektoranordnung 12. Diese Anordnung liefert demgemäß eine genaue Bezugsposition, jedoch bei η Umläufen der Scheibe. Demgegenüber geht die Flanke 14a der Marke 14 nur ein einziges Mal an der Datektoranordnung 16 vorbei, liefert jedoch einen nur wenig genauen Bezugswart. Man kann leicht verstehen, daß durch Konto !nieren dieses *«=niq genauen Bezuaswertes. der jettfoch nur einmal auftaucht, «mit dem genauen, jedoch periodisch auftauchenden Bezugswert man einen einzigen und zugleich genauen Bezugswert, erhalten kann.

Die Fig. 2a und 2b erlauben ein besseres Verständnis der Erfindung. Diese Figuren zeigen mehr ins einzelne gehend die Erfassvngsbaugruppen A und B. Wie in diesen Figuren deutlicher erkennbar, ist das Segment 2 auf seiner Cberseite mit einer Zahnstange 2o versehen, die im Eingriff steht mit einem Zahnrad 22. Dieses Zahnrad 22 ist auf eine Vfelle 24 mit der Achse XX¹ aufgekeilt, die drehbar in Lagern 26 und 26* gelagert ist. Diese Lager 26 und 26' sind bezüglich nur der Translationsbewegung des Teiles 2 statienär, das heißt, wenn das Teil 6 als stationär angesehen wird. Wenn dagegen das Teil 6 bei einer vertikalen Translationsbewegung, symbolisiert durch den Pfeil F¹, selbst beweglich ist, ist zu berücksichtigen, daß die Lager 26 und 26' mit dem Teil 6 verbunden sind. Auf diese Vfelle 24 ist femer eine transparente Scheibe 28 aufgekeilt, die in Fig. 2b deutlicher erkennbar ist. Es ist diese Scheibe 28, die die. Markierung 1o aus Fig. 1 trägt. Diese Markierung 1o, die beispielsweise die Form eines Teiringes aufweist, ist auf die Scheibe 28 mit einem opaken Material aufgetragen. Je nach der Drehrichtung der Scheibe 28 weist die Markierung 1o einen Beginn 1oa und ein Ende 1ob auf. Diese Scheibe weist außerdem einen Ring aus in gleichförmigem Abstand angebrachten Strichen 3o auf, deren Funktion später erläutert wird.

Aus der vorangehenden Erläuterung ergibt sich, daß die Markierung 1o zu einer Drehbewegung um die Achse XX¹ angetrieben wird, entsprechend der Translationsbewegung des Teils 2 dank des Zusammenwirkens der Zahnstange 2o mit dem Zahnrad 22 und dank der starren Verbindung, realisiert von der Welle 24, zwischen Scheibe 28 und Zahnrad 22. Diese Baugruppe 2o, 22, 24, 28 bildet demgemäß die Mittel 9 zum Umsetzen der Translations-

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bewegung des Segmentes 2 in eine Drehbewegung,

Die Vorrichtung A umfaßt ferner die Detektoranordnung 12 aus Fig. 1. Die Anordnung 12 umfaßt einen Supportträger 32, dar die Peripherie der Scheibe 28 umgreift, und der bei der Translationsbewsgung des Teils 2 stationär ist. Allgemein ausgedrückt, ist der Supportträger 32 fest verbunden mit demselben Teil wie die Lager 26 und 26 ·. Auf einer der Flanken 32a des Supportträgers 32 sind zwei Lichtquellen 34 und 34' befestigt, die gegenüber dem Strichring 3o bzw. der Ringbahn der Markierung Io angeordnet sind. Auf der anderer Flanke 32b sind zwei Lichtenpfanger 36, 36' angeordnet, deren Achsen mit jenen der Lichtquellen 34, 34· zusanrnenfallen. Darüberhinaus ist ein Teilring 38 an dem Supportträger 32 derart befestigt, daß dieser Teilring zwischen der Scheibe 28 und der Lichtquelle 34 liegt. Dieser Teilring 38 ist mit einem Baster . von Strichen 4o versehen, deren Abstand genau gleich dem zwischen den Strichen 3o der Scheibe 28 ist» Wenn demgemäß die Scheibe 28 umläuft, d.h.wenn das Teil sich bewegt, wird der vco der Quelle 34' ausgesandte Lichtstrahl von dem Lichtempfänger 36' aufgefangen, solange nicht die Markierung 1o zwischen der Quelle 34' und dem Empfänger 36' liegt. Dar Empfänger 36' empfängt jedoch kein Licht, solange die Markierung 1o zwischen Quelle 34 und Empfänger 36 liegt. Der Lichtstrahl wird moduliert durch die Bewegung der Markierung Ίο.

Die Lichtquellen 34 und 34' sind vorbei Ihafterweise Glühlampen oder lichtemittierende Dioden. Hinsichtlich der Lichtenpfanger 36 und 36' kann man Fototransistoren, Fotodioden, Fotcwiderstände usw„ verwenden, jedenfalls Komponenten, die ein elektrisches Signal erzeugen, dessen Amplitude proportional der Intensität des auf treffenden Licht" Strahls ist.

Die Bezugsbaugruppe B umfaßt die einzige Markierung 14, fest verbunden mit dem Teil 2 und opak, sowie die Detektor anordnung 16. Die Datektoranordnung 16 umfaßt einen Lichtsender 42, identisch mit den Sendern 34 und 34', sowie einen Empfänger 44, identisch den Empfängern36 und 36'. Die Elemente 42 und 44 sind auf Supports 46 bzw. 46' angeordnet, welche stationär sind bei der Translaticnsbawegung

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des Teils 2, d.h. daß diese Supports fest verbunden sind mit denselben Bauteil wie der Trägerssupport 32 und die Lager 26, 26'. Die Elemente 42 und 44 sind derart angeordnet, daß ihre Achsen zusammenfallen und senkrecht stehen zur Bahn der Markierung 14. Es ist klar, daß das von dem Empfänger 44 erzeugte Signal in Minimum ist, sobald die Markierung 14 den Lichtstrahl ausblendet, der von der Quelle 42 erzeugt wird, jedoch maximal während der übrigen Zeit.

Die von Empfängern 36' und 44 erzeugten Signale werden in dem Schaltkreis C verarbeitet, von dem Fig.3 eine mögliche Ausführungsform darstellt. Elektrische Leiter 48 und 5o verbinden den Ausgang der Empfänger mit den Eingängen C₁ bzw. C₂ des Schaltkreises C. Die Eingänge C₁ und C- des Schaltkreises C sind mit den Eingängen von Pulsfornerschaltkreisen 52 bzw. 54 verbunden. Diese Pulsformer, beispielsweise Schwellenschaltkreise, liefern Logiksignale S¹.. bzw. S'₂, abgeleitet aus den Signalen S₁ bzw. S-, die von den Empfängern 36' bzw. 44 stammen. Es versteht sich, daß das Signal S^ de«,Logikpegel Null aufwäist, solange die Markierung 1o den Lichtstrahl abblendet, und daß das Signal S'₂ den Logikpagel Null aufweist, solange die Markierung 14 cten Lichtstrahl unterbricht. Das Signal S'- wird an den Takteingang CIK eines -D-Flipflops 56 gelegt. Der Ausgang vcn Flipflop 56 ist verbunden mit dem Null-Pücksetzeingang CL des Flipflops 57, während der Ausgang des Flipflops 57 mit dem D-Eingang des Flipflops 56 verbunden ist. Ferner ist der D-Eingang des Flipflops 57 auf Logikpegel 1 gehalten.

Beim Auftreten der Anstiegsflanke des Signals S' geht der Ausgang Q des Flipflops 57 auf 1. Die Anstiegsflanke des ersten Impulses des Signals S¹.., der danach folgt, bringt den Ausgang Q des Flipflops 56 auf 1. Der Flipflop 56 liefert demgemäß auf seinem Ausgang Q ein Logiksignal S3, das eine Anstiegs flanke a aufweist, welche zusanrnenfällt mit der ersten Anstiegs flanke des Signals S¹·.., die auftritt nach der Anstiegsflanke des Signals S'₂. Das Signal S₃ wird an den Eingang eines monostabilen Multivibrators 58 mit einer Zeitkonstante Tgelegt, sowie an den Null-Rücksetzeingang CL des Fipflops 57. Der Flipflop 57 wird demgemäß auf Null rückgesetzt und bleibt in diesem Zustand, bis während das Signal S'₂ an den Takteingang CLK eines > zweiten D-Flipflops 57 gelegt ist.

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erneut eine Anstiegsflanke des Signals S' erscheint. Der monostabile Multivibrator 58 liefert auf seinem Ausgang das Signal S., das an den Ausgang C₃ des Schaltkreises C geführt wird. Das Signal S. stellt einen Impuls I der Dauer T dar und damit das Positionsbezugssignal für das Bauteil 2 in seiner Translaticnsbewegung. Da ferner der Eingang D des Flipflops 57 auf Null liegt, verschwindet das Signal S₃, sobald der folgende Impuls des Signals S'^ erscheint.

Es ergibt sich deutlich, daß die Anstiegsflanke des Impulses I des Signals S^ zusammenfällt mit dem Augenblick, in dem zum ersten Mal der Beginn 1oa der Markierung 1o den Lichtstrahl unterbricht, der von der Quelle 34' ausgesandt wird, nachdem die Anstiegsflanke 14a der Markierung 14 den von der Quelle 32 ausgesandten Lichtstrahl unterbrochen hatte, so daß also das Teil 2 sich von links nach rechts bewegt. Es ist offensichtlich, daß im umgekehrten Fall, wenn also das Teil 2 sich rechts nach links bewegt, die gleiche Situation keinerlei Impuls des Signals S. hervorrufen würde, das auf Null bliebe. Wenn man nämlich von einer Situation ausgeht, in der das Signal S- auf 1-Pegel liegt, so legt der Übergang auf Null dieses Signals keinerlei Irrpuls an den Takteingang des Flipflops 57, und der Ausgang dieses Flipflops bleibt auf Null. Infolgedessen bleibt der D-Eingang des Flipflops 56 auf Null, und das Signal S bleibt demgemäß auf Null, wenn die Impulse des Signals S'.. an seinen Takteingang angelegt werden. Daraus folgt eine sehr genaue und vollständig reproduzierbare geoiretrische Definition der Bezugsposition oder der Null-Position.

Es ist hinzuzufügen, daß die Definition der Signale S , S , ausgehend von den Signalen S⁹ ₁ und S'~, in anderer Weise vorgenommen werden könnte. Es ist leicht zu verstehen, daß das einzige Problem darin besteht, daß diese Definition immer gleichbleibend ist.

Es ist femer zu präzisieren, daß die Scheibe 28 einen Radius aufweisen kann, der sehr viel größer ist als derjenige des Zahnrades 22„ Daraus folgt, daß die Genauigkeit der Definition des Durchgangs des Aifangs 1oa der Markierung 1o vor der Lichtquelle um einen Faktor verbessert werden kann gleich dem Verhältnis zwischen den Radien van

- a

Scheibe 28 und Zahnrad 22. Es ist femer klar, daß die optische Anordnung 16 mit dem Teil 2 verbunden sein könnte, Wobei die Markierung 14 dann stationär wäre. Man kann nämlich leicht erkennen, daß es genügt, daß die Markierung 14 und die Baugruppe Lichtquelle 42, Lichtempfänger 44 zueinander eine Relativbewegung ausführen entsprechend der Translaticnsbewegung des Teiles 2.

Dar Trägersupport 32 umfaßt ferner einen Ringabschnitt 38 mit Strichteilung 4o sowie eine Lichtquelle 34, zugeordnet einem Lichtempfänger 36,und deren Funktion soll nachstehend erläutert werden.

Diese den Strichen 3o auf der Scheibe 28 zugeordneten Elemente dienen dazu, üe Bewegungen des Teiles 2 nach dem "Moire-Prinzip" zu erfassen. Diese Technik ist an sich bekannt und braucht daher hier nicht im einzelnen erläutert zu werden. Das Netzwerk von Strichen 3o auf der Scheibe 28 und das Netzwerk vcn Strichen 4o auf dem Ringabschnitt 38 werden zwisehen die Lichtquelle 34 und den Lichtenpfanger 36 gebracht. Darüberhinaus heben die Striche der Teilungen 3o und 4o eine Breite gleich dem Abstand, der zwei aufeinanderfolgende Striche trennt. Während der Drehung der Scheibe 28 folgen die Striche 3o aufeinander. Entweder sind sie in Uberdeckung mit den Strichen 4o, so daß der vom Empfänger 36 aufgefangene Lichtstral maximal ist, oder sie sind in teilweiser Überlappung · mit den Strichen 4o, so daß das aufgefangene Lichtsignal einen mittleren Wert hat, oder schließlich gibt es den Fall, daß keinerlei Uberdeckung mit den Strichen 3o vorliegt, so daß der Empfänger 36 keinerlei Lichtstrahl oder praktisch kein Licht empfängt. Das vco dem Empfänger 3o erzeugte elektrische Signal weist demgemäß eine Aufeinanderfolge von Maxima auf, die voneinander durch Zeitintervalle getrennt sind entsprechend der Zeit, die die Scheibe benötigt, um den Winkel zu durchlaufen, welcher zwei aufeinanderfolgende Striche trennt. Nach der Verarbeitung im Schaltkreis 6o erhält man ein inkrementales Iogiksignal, bei dem jeder Impuls einer Versetzung der Scheibe und damit des Teiles 2 um einen Schritt entspricht.

Daraus ergibt sich, daß durch Kombination des Inkrementalsignals der Bewegung, erzeugt vom Schaltkreis 6o, mit dem Positicnsbezugssignal S₄, erzeugt vom Schaltkreis C, die Möglichkeit besteht,

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jede · beliebige Position des Teiles 2 anzuzeigen. Darüberhinaus ergibt sich deutlich, daß der Beginn 1oa der Markierung 1o, die ja auf derselben Scheibe 28 angebracht ist wie die Strichteilung 3o für das Erfassen der Bewegung, eine einfache "Synchronisation" der Bezugsposition 5 oder Null-Position mit den Bewegungsinformationen erlaubt. Darüberhinaus ist erkennbar, daß die Bezugsposition endgültig definiert wird durch die Markierung 1o, was ermöglicht, eventuelle Fluktuationen der Position der Markierung 14 unbeachtlich zu halten unter der Bedingung, daß diese Fluktuationen kleiner sind als die Bewegungen des Teiles 2 entsprechend einem halben Qnlauf der Scheibe 28.

Schließlich kann man gemäß einem bekannten Verfahren durch Hinzufügen einer zweiten Strichteilung 4o,die um einen Viertelschritt versetzt ist, auch die Bewegungsrichtung des Teiles 2 erfassen. Es ist auf diese Waise möglich, sicherzustellen, daß beim Null-Durchgang wirklich die Flanke 14a den Lichtstrahl unterbrochen hat.

Es ist hinzuzufügen, daß der optische Empfänger und die Lichtquelle durch andere Detektoranordnungen für den Durchgang der Markierung ersetzt werden kennen. Für die Vorrichtung A ist es erforderlich, daß die Erfassung mit sehr hoher Präzisicn erfolgt. Kapazitive Waidler, induktive oder magnetische Wandler könnten verwendet werden. Es versteht sich, daß die Markierung 1o dann eine an den Typ des jeweiligen Detektors angepaßte Form anzunehmen hat.

Was die Erfassungs-vorrichtung B angeht, könnte man die gleiche Bauart verwenden wie für die Vorrichtung A. Da es jedoch genügt, daß die Erfassung des Markierungsdurchgangs mit geringerer Präzision erfolgt, könnte sogar ein System mit elektrischem Kontakt eingesetzt werden. Es wurde nämlich bereits erläutert, daß es die Vorrichtung A ist, die die Genauigkeit für die Gesamtdefinition der Bezugsposition liefert.

Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf die

Festlegung einer Bezugsposition für ein translationsbewegliches Bauteils beschränkt ist, sondern daß sie sich im Gegenteil auch auf die

Festlegung einer Bezugspositicn für bewegliche Teile erstreckt, die irgendeinen anderen Bewegungspfad durchlaufen, beispielsweise Rotation oder eine Überlagerung aus Translation und Rotation.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

\ .J Anordnung zum Erfassen der Bezugsposition eines bewegliehen Bauteils, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung umfaßt!

- eine erste Erfassungsbaugruppe (A) mit Einrichtungen (9) zum übertragen einer der Bewegung des Bauteils (2) entsprechenden Drehbewegung auf eine erste Markierung (10) und einer ersten Detektoranordnung (12) zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals (S⁰U im Zeitpunkt des Durchgangs der Markierung (10) vor der Datektoranordnung (12),

- eine zweite Erfassungsbaugruppe (B) mit einer zweiten Markierung (14) und einer zweiten Detektoranordnung (16), wobei eines dieser zwei Elemente (14 oder 16) mit dem Bauteil (2) verbunden ist, während das andere ortsfest ist, wobei die zweite Detektoranordnung (16) ein zweites elektrisches Signal (S'2) im Zeitpunkt des Durchgangs der zweiten Markierung (14) vor der zweiten Detektoranordnung (16) erzeugt, und

- ein Schaltkreis (C) für die Verarbeitung des ersten und des zweiten elektrischen Signals zum Erzeugen eines dritten Signals (S4) im Zeitpunkt eines Durchgangs der ersten Markierung (10) vor der Detektoranordnung (12) nach dem Durchgang der zweiten Markierung (14) vor der zweiten Detektoranordnung (16).

2 „ Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der genannte eine Durchgang der erste Durchgang der ersten Markierung (10) vor der Detektoranordnung (12) nach dem Durchgang der zweiten Markierung (14) vor der zweiten Detektoranordnung C16) 1st.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) zum übertragen einer Drehbewegung

auf die erste Markierung (1o) eine Zahnstange (2o) umfaßt, die mit dem Bauteil (2) verbunden ist, femer ein Zahnrad (22) im Eingriff mit der Zahnstange (2o) umfaßt, das um eine stationäre Achse (24) drehbeweglich ist, sowie eine transparente Scheibe (28), die drehfest mit dem Zahnrad (22) verbunden ist und die Markierung (To) trägt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die erste Detektoranordnung (12) eine Lichtquelle (34*) zum Erzeugen eines ersten Lichtstrahls umfaßt, die auf einer Seite der von der Markierung (1o) durchlaufenen Bahn angeordnet ist, sowie einen fotoempfindlichen Empfanger (36') umfaßt, der auf der anderen Seite dieser Bahn angeordnet ist in Ausfluchtung mit der Lichtquelle (34¹) und ein elektrisches Signal erzeugt, das repräsentativ ist für die Intensität des Bündels, das vom Durchgang der Markierung (1o) moduliert wird und von dem Empfänger (36*) erfaßt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitungsschaltkreis (C) Einrichtungen (54) umfaßt zum Erfassen des Zeitpunkts, in welchem die zweite Markierung vor der zweiten Detektoranordnung (16) vorbeigeht, Einrichtungen (52) umfaßt zum Erfassen des Zeitpunkts, in welchem die erste Markierung (1o) den ersten Lichtstrahl unterbricht, sowie Einrichtungen (56, 57, 58) umfaßt zum Erzeugen eines Signals (S₄),das repräsentativ ist für den Zeitpunkt, in welchem die erste Markierung (1o) beginnt, den ersten Lichtstrahl zu unterbrechen ,nachdem die zweite Markierung ihren Durchgang vor der zweiten Detektoranordnung beendet hat.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Strichraster (3o) umfaßt, das in gleichförmiger Verteilung auf dem Umfang der transparenten Scheibe (28) angeordnet ist, ferner ein stationäres Gitter (38) mit einem Strichraster (4o) umfaßt, identisch mit dem auf der transparenten Scheibe (28), ferner eine optische Anordnung umfaßt mit einer Lichtquelle (34) und einem Empfänger (36), die beidseits der Baugruppe aus der Scheibe (28) und dem festen Gitter (38) angeordnet sind,zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das repräsentativ ist für den Durchgang des Strichrasters (3o) vor

der optischen Anordnung (34, 36), sowie schließlich einen Verarbeitungsschaltkreis (6o) umfaßt für das elektrische Signal, erzeigt von der optischen Anordnung (34, 36) zum Erzeugen eines Logiksignals, das ei= nen Inpuls pro Durchgang eines Striches (3o) umfaßt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (2) translationsbeweglich ist.

8, Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Markierung (1o) pro vollständigem Hub des beweglichen Bauteils (2) eine Mehrzahl von vollständigen Umdrehungen

durchläuft.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Markierung (14) mit dem Bauteil (2) verbunden ist und die zweite Detektoranordnung (16) stationär ist«