DE3626667A1

DE3626667A1 - Photoelectric angle/code converter

Info

Publication number: DE3626667A1
Application number: DE19863626667
Authority: DE
Inventors: Plamen Mitkov Nikolov; Ivan Nikolov Ivanov; Vassil Pencev Penev
Original assignee: VMEI GABROVO
Current assignee: VMEI GABROVO
Priority date: 1986-08-07
Filing date: 1986-08-07
Publication date: 1988-02-11

Abstract

A photoelectric angle/code converter contains reading elements arranged by way of stages, the reading elements of the second to the highest stage in each case being connected to a corresponding adapter unit (10) of a binary adder (11) and a logic unit (12), the output of which is connected to the carry-over input of the binary adder (11), the first inputs of which are inputs of the adapter unit (10). These chips are logically combined with one another and with two invertors (13, 15), three AND gates (14, 16, 17) and one OR gate (18). The highest digit position of each stage contains an additional reading element (7) which is displaced by m + 1/4 steps (m is an integral positive number) from the read line of the stage in the direction of the code reduction, and is connected to an additional input of the binary adder (11) corresponding to the stage. The outputs of the binary adders (11) are connected, in accordance with the additional reading element (7) and the main reading element (6) of the highest digit position, to the first and the outputs of the additional reading element (7) and of the main reading element (6) of the first least-significant stage (1) are connected to the second input of the logic unit (12) of the adjacent higher stage. The main reading element of the lowest digit position of each stage is connected to the third input of the logic unit (12) of the same stage. The converter according to the invention exhibits... Original abstract incomplete. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen fotoelektrischen Winkel-Kode- Umsetzer, welcher bei der Steuerung von Industrierobotern und Betriebsprozessen und in der Regel- und Meßtechnik Anwendung findet.The invention relates to a photoelectric angle code Implementer, which is used to control industrial robots and operating processes and in control and measurement technology Application.

Aus der SU-A-7 98 941 ist ein fotoelektrischer Winkel-Kode- Umsetzer bekannt, welcher Stufen und über diesen angeord nete Leseelemente enthält. Die Leseelemente jeder Stufe von der zweiten bis zur höchsten sind an eine entsprechen de Anpassungseinheit angeschlossen, die aus einem binären Summator und einer logischen Einheit besteht, deren er ster Ausgang mit dem Übertrag-Eingang des binären Summa tors in Verbindung steht, dessen erste Eingänge Eingänge der Anpassungseinheit sind. Die zweiten Eingänge des bi nären Summators sind mit dem zweiten Ausgang der logischen Einheit verbunden. Jede logische Einheit enthält zwei Summatoren, deren erste Eingänge mit den Leseelementen der benachbarten niederen Stufe in Verbindung stehen, während deren zweite Eingänge an die Leseelemente ange schlossen sind, welche über den zusätzlichen Ziffernstel len angeordnet sind, die mit den beiden höchsten Ziffern stellen der benachbarten niederen Stufe identisch sind.From SU-A-7 98 941 a photoelectric angle code is Implementer known which levels and arranged above this contains reading elements. The reading elements of each level from the second to the highest are to match one de Adaptation unit connected, which consists of a binary Summator and a logical unit, the he first output with the carry input of the binary summa tors, whose first inputs are inputs the adjustment unit. The second inputs of the bi nary summators are logical with the second output Unit connected. Each logical unit contains two Summators, whose first inputs with the reading elements the neighboring lower level, during the second inputs to the reading elements are closed, which over the additional digit len are arranged with the two highest digits places of the neighboring lower level are identical.

Nachteile dieses Umsetzers sind die großen Ausmaße und die komplizierte Bauweise wegen des Vorhandenseins zu sätzlicher Ziffernstellen und sehr schmale Zugriffe bei der Anordnung von Leseelementen für alle Ziffernstellen.Disadvantages of this converter are the large size and the complicated construction due to the existence additional digits and very narrow accesses the arrangement of reading elements for all digits.

Aufgabe der Erfindung war es nun, einen fotoelektrischen Winkel-Kode-Umsetzer mit verminderten Ausmaßen und ver einfachter Bauweise zu schaffen. The object of the invention was now a photoelectric Angle code converter with reduced dimensions and ver to create a simpler design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentan spruch 1 beschriebenen digitalen Winkelmesser gelöst. Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Win kelmessers ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.This object is achieved by the in the patent solved 1 digital protractor described. A preferred development of the win according to the invention kelmessers is the subject of claim 2.

Die Vorteile der Erfindung bestehen in den verminderten Ausmaßen und vereinfachter Bauweise, bei welcher die zu sätzlichen Ziffernstellen für Anpassung und Erhöhung des Zugriffs vermieden sind. Der Zugriff kann ±1/4 des Schrit tes der höchsten Ziffernstelle der vorherigen präziseren Gruppe erreichen.The advantages of the invention are the reduced Dimensions and simplified construction, in which the to additional digits for adjusting and increasing the Access are avoided. Access can be ± 1/4 of the step tes the highest digit of the previous more precise Reach group.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestell ten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated by the in the drawing th embodiment explained. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Umsetzers, Fig. 1 is a block diagram of a converter,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Anpassungseinheit, Fig. 2 is a circuit diagram of a matching unit,

Fig. 3 ein Schaltbild der Anordnung der Leseelemente, in Draufsicht, Fig. 3 is a diagram showing the arrangement of the read elements, in plan view,

Fig. 4 ein Schaltbild der Anordnung der Leseelemente als Abwicklung und Fig. 4 is a circuit diagram of the arrangement of the reading elements as a settlement and

Fig. 5 Diagramme. Fig. 5 diagrams.

Der fotoelektrische Winkel-Kode-Umsetzer enthält eine niedrigststellige Stufe 1, die in drei Gruppen 2, 3 und 4 eingeteilt ist, und eine höchststellige Stufe 5, über denen Haupt-Leseelemente 6 und zusätzliche Leseelemente 7 angeordnet sind. Die Haupt-Leseelemente 6 und die zu sätzlichen Leseelemente 7 jeder Gruppe 2, 3 und 4 und die höchststellige Stufe 5 sind über Komparatoren 8 und Gray-Kode-Umsetzer Kode 9 an entsprechende Anpassungseinhei ten 10 angeschlossen. Jede Anpassungseinheit 10 (Fig. 2) enthält einen binären Summator 11 und eine logische Einheit 12, deren Ausgang mit dem Eingang für Übertragung des binären Summators 11 in Verbindung steht. Die logische Einheit 12 weist drei Eingänge auf, wobei der erste Ein gang über einen ersten Inverter 13 mit dem einen Eingang einer ersten UND-Schaltung 14 verbunden ist, während der zweite Eingang über einen zweiten Inverter 15 an den ei nen Eingang einer zweiten UND-Schaltung 16 und an den anderen Eingang der ersten UND-Schaltung 14 angeschlossen ist. Der dritte Eingang der logischen Einheit 12 steht in Verbindung mit dem anderen Eingang der zweiten UND- Schaltung 16 und mit dem einen Eingang einer dritten UND-Schaltung 17, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des ersten Inverters 13 verbunden ist. Die Ausgänge der drei UND-Schaltungen 14, 16 und 17 sind an die Eingänge einer ODER-Schaltung 18 angeschlossen, deren Ausgang ein Ausgang der logischen Einheit 12 ist.The photoelectric angle code converter contains a lowest-level 1 , which is divided into three groups 2 , 3 and 4 , and a highest-level 5 , above which main reading elements 6 and additional reading elements 7 are arranged. The main reading elements 6 and the additional reading elements 7 of each group 2 , 3 and 4 and the highest digit level 5 are connected via comparators 8 and Gray code converter code 9 to corresponding adaptation units 10 . Each adaptation unit 10 ( FIG. 2) contains a binary summator 11 and a logic unit 12 , the output of which is connected to the input for transmission of the binary summator 11 . The logic unit 12 has three inputs, the first input being connected via a first inverter 13 to the one input of a first AND circuit 14 , while the second input is connected via a second inverter 15 to the input of a second AND- Circuit 16 and connected to the other input of the first AND circuit 14 . The third input of the logic unit 12 is connected to the other input of the second AND circuit 16 and to the one input of a third AND circuit 17 , the second input of which is connected to the output of the first inverter 13 . The outputs of the three AND circuits 14 , 16 and 17 are connected to the inputs of an OR circuit 18 , the output of which is an output of the logic unit 12 .

Die Haupt-Leseelemente 6 und die zusätzlichen Leseelemente 7 (Fig. 3, 4) sind in Gruppen 2, 3 und 4 gruppiert, deren jede um k+1/4 Schritte von der Leselinie der niedrigst stelligen Gruppe 2 in Richtung der Kodeverminderung ver schoben ist, worin k eine ganze positive Zahl ist. Das zusätzliche Leseelement 7 ist auf der höchsten Ziffern stelle jeder Gruppe 2, 3 und 4 angeordnet und ist um m+1/4 Schritte von der Leselinie der Gruppe in Rich tung der Kodeverminderung verschoben, worin m eine ganze positive Zahl ist.The main reading elements 6 and the additional reading elements 7 (FIGS . 3, 4) are grouped into groups 2 , 3 and 4 , each of which is shifted by k +1/4 steps from the reading line of the lowest-digit group 2 in the direction of code reduction where k is an integer positive number. The additional reading element 7 is arranged at the highest digit of each group 2 , 3 and 4 and is shifted by m +1/4 steps from the reading line of the group in the direction of code reduction, where m is an integer positive number.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen fotoelektrischen Winkel-Kode-Umsetzers ist folgende. The operation of the photoelectric according to the invention Angle code converter is as follows.

Mittels der Leseelemente 6 und 7 (Fig. 1) wird ein Signal im Gray-Kode aufgenommen, welcher in einen binären Kode umgesetzt und den Anpassungseinheiten 10 zugeführt wird. Die graphischen Darstellungen der Signale, aufgenommen von der Gruppe 2, welche nur zwei Leseelemente enthält (Fig. 5), weisen die Nummern 19 und 20 auf. Beide Signale sind um 90 elektrische Grad gegeneinander verschoben. Die graphischen Darstellungen der von den Leseelementen der Gruppe 3 aufgenommenen Signale haben die Nummern 21, 22 und 23, wo das Signal 23 des zusätzlichen Leseelements 7 um 90 elektrische Grad gegenüber dem Signal 22 seines benachbarten Hauptelements 6 verschoben ist. In den Sig nalen 21 und 22 sind Fehler im Übergang von der logischen Eins zur logischen Null und umgekehrt (mit punktierter Linie markiert) enthalten, bei welchen es möglich ist, daß der Übergang vorher, mit Verspätung erfolgt oder daß er keine Fehler aufweist. Nach dem Umsetzen der Gray- Kode in einen binären Kode werden die Signale 24, 25, 26, 27, 28 erhalten, wobei die Fehler übertragen werden und das Signal der niedrigsten Ziffernstelle 26 die Feh ler aller restlichen Ziffernstellen derselben Gruppe ent hält. Es weist einen Schritt auf, welcher dem Schritt des zusätzlichen Leseelements von der vorherigen Gruppe 2 gleich ist, demzufolge es nur zur Anpassung benutzt wird. Beim Fehlen einer Korrektur am Ausgang des Summa tors 11 wird die Zahl A erhalten, die von der Kombination an seinem Eingang abhängt. Die richtige Zahl, die am Aus gang des Summators 11 zu sichern ist, ist B. Die Änderun gen in der Zahl A bleiben von denen in der Zahl B mit einem 1/4 Schritt gegenüber den Änderungen in der niedrigsten Ziffernstelle der Gruppe 3 zurück. Um die Zahl B zu erhalten, muß eine Korrektur in der Ziffer A vorgenommen werden. Das korrigierende Signal 29 wird am Ausgang der logischen Einheit 12 erhalten. Wegen des ein geführten systematischen Fehlers werden in den drei Fäl len (Überholen, Zurückbleiben, ohne Fehler) nur zwei Kor rekturen - Hinzufügen einer Eins oder Null - vorgenom men. Die Fehler im Übergang des Signals der Gruppe 2 dürfen einen 1/4 Schritt von der höchsten Ziffernstelle der Gruppe 2 nicht überschreiten, wovon auch die Zugrif fe der Leseelemente bestimmt werden. Die Anpassung zwi schen den restlichen Gruppen und Stufen erfolgt auf ana loge Weise.Using the reading elements 6 and 7 ( FIG. 1), a signal is recorded in the Gray code, which is converted into a binary code and fed to the adaptation units 10 . The graphical representations of the signals recorded by group 2 , which contains only two reading elements ( FIG. 5), have the numbers 19 and 20 . Both signals are shifted from each other by 90 electrical degrees. The graphic representations of the signals picked up by the reading elements of group 3 have the numbers 21 , 22 and 23 , where the signal 23 of the additional reading element 7 is shifted by 90 electrical degrees from the signal 22 of its neighboring main element 6 . The signals 21 and 22 contain errors in the transition from logical one to logical zero and vice versa (marked with a dotted line), in which it is possible that the transition takes place beforehand, with a delay or that it has no errors. After converting the Gray code into a binary code, the signals 24 , 25 , 26 , 27 , 28 are obtained, the errors being transmitted and the signal of the lowest digit 26 containing the errors of all remaining digits of the same group. It has a step which is the same as the step of the additional reading element from the previous group 2 , according to which it is only used for adaptation. In the absence of a correction at the output of the summa gate 11 , the number A is obtained, which depends on the combination at its input. The correct number to be secured at the output of the summator 11 is B. The changes in number A remain 1/4 of those in number B compared to the changes in the lowest digit of group 3 . In order to obtain the number B , a correction must be made in the number A. The corrective signal 29 is obtained at the output of the logic unit 12 . Because of the systematic error introduced, only two corrections - adding a one or zero - are made in the three cases (overtaking, staying behind, without errors). The errors in the transition of the group 2 signal must not exceed a 1/4 step from the highest digit in group 2 , which also determines the accesses of the reading elements. The adjustment between the remaining groups and levels takes place in an analogous way.

Claims

1. Photoelectric angle-code converter with stages and arranged above these reading elements, the reading elements of each stage from the second to the highest with a corresponding adaptation unit ( 10 ) in connection, which consists of a binary summator ( 11 ) and one Logical unit ( 12 ), the output of which is connected to the carry input of the binary summator ( 11 ), the first inputs of which are inputs of the adaptation unit ( 10 ), characterized in that the second inputs of the binary summator ( 11 ) Ground are that the logical unit ( 12 ) has three inputs, the first input being connected via a first inverter ( 13 ) to one input of a first AND circuit ( 14 ), while the second input is via a second one Inverter ( 15 ) is connected to one input of a second AND circuit ( 16 ) and to the other input of the first AND circuit ( 14 ) that the third input the logic unit ( 12 ) is connected to the other input of the second AND circuit ( 16 ) and to the one input of a third AND circuit ( 17 ), the second input of which is connected to the output of the first inverter ( 13 ), the outputs of the AND circuits ( 14 , 16 , 17 ) being connected to the inputs of an OR circuit ( 18 ), the output of which is an output of the logic unit ( 12 ), so that the highest digit of each stage contains an additional reading element ( 7 ), which is shifted by (m +1/4) steps from the reading line of the stage in the direction of code reduction, where m is an integer positive number, and is connected to the additional input of the binary summator ( 11 ) corresponding to the stage that the outputs of the binary summators ( 11 ), corresponding to the additional reading element ( 7 ) and the main reading element ( 6 ) of the highest digit and the outputs of the additional reading element ( 7 ) and the main -Reading element ( 6 ) of the first lowest-level ( 1 ) are connected to the first and to the second input of the logic unit ( 12 ) of the adjacent higher level, and that the main reading element of the lowest digit of each level with the third input of logical unit ( 12 ) of the same level is connected.

2. Photoelectric angle-code converter according to claim 1, characterized in that the main reading elements ( 6 ) of the lowest digit level are divided into groups, each group being (k +1/4) steps from the reading line of the lowest group ( 2 ) is shifted in the direction of code reduction, where k is an integer positive number, and all main reading elements ( 6 ) of each - from the second to the highest ( 3 ) - group with the inputs of the corresponding adaptation units ( 10 ) are connected, each adaptation unit ( 10 ) containing a logic unit ( 12 ), the output of which is connected to the carry input of the binary summator ( 11 ), the first inputs of which are inputs of the adaptation unit ( 10 ), while its second inputs are on Earth lie that each group has an additional reading element ( 7 ), which is arranged on the highest digit of the group and with (m +1/4) steps from the reading line accordingly en group is shifted in the direction of code reduction, the outputs of the binary summators ( 11 ), which correspond to the additional reading element ( 7 ) and its adjacent main reading element ( 6 ), the additional reading element ( 7 ) and the main reading element ( 6 ) for the lowest-digit group with the first and the second input of the logic unit ( 18 ) of the adjacent higher group are connected, and that the main reading element ( 6 ) and the additional reading element ( 7 ) represent the lowest digits of each group of the second to the highest group is connected to the third input of the logic unit ( 18 ) of the corresponding group.