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DE4212990A1 - Absolute two-coordinate measuring system with angle of rotation determination - subdivides absolute coded reference surface into multiple coding fields and with one or more sensors for scanning reference surface in several coordinates - Google Patents

Absolute two-coordinate measuring system with angle of rotation determination - subdivides absolute coded reference surface into multiple coding fields and with one or more sensors for scanning reference surface in several coordinates

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DE4212990A1
DE4212990A1 DE19924212990 DE4212990A DE4212990A1 DE 4212990 A1 DE4212990 A1 DE 4212990A1 DE 19924212990 DE19924212990 DE 19924212990 DE 4212990 A DE4212990 A DE 4212990A DE 4212990 A1 DE4212990 A1 DE 4212990A1
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Christoph Schaeffel
Uwe Glet
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Christoph Schaeffel
Uwe Glet
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    • G01D5/34776Absolute encoders with analogue or digital scales
    • G01D5/34792Absolute encoders with analogue or digital scales with only digital scales or both digital and incremental scales

Abstract

The system uses coding fields (4), respectively alternating in two directions, which contain the absolute coded information, for one or the other direction to allow the determination of the relative position of sensor to the reference surface in the plane or in space. These absolute coded coding fields, for each coordinate, are arranged adjacent to each other and pref. orthogonal and in lines (3) or columns (2). In respective lines (3) of the matrix (1), in each second coding field (4), the information for the y-coordinate (7) is located at least once. Also in each column (2) of the matrix in each second coding field, at least once, the information for the x-coordinate (6) is located. The coding inside the coding fields is in the form of a bar code. The arrangement of the fields carrying the information for the x and y coordinates is pref. the cheese board type. USE/ADVANTAGE - Fine precision work and automation engineering. Gives quick and exact positioning. At any position, absolute position can be determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein absolutes Zweikoordinatenmeßsystem mit Drehwinkelerfassung für die Vermessung und/oder schnelle und genaue Positionierung räumlicher und flächenhafter Objekte insbesondere in der Feinwerk- und Automatisierungstechnik. The invention relates to an absolute Zweikoordinatenmeßsystem with rotation angle detection for the measurement and / or quick and accurate positioning of spatial and areal objects in particular in precision mechanics and automation technology.

Es ist bekannt, daß die Vermessung und/oder Positionierung räumlicher und flächenhafter Objekte mit Hilfe einzelner, vorzugsweise orthogonal zueinander angeordneter, linearer Meßsysteme erfolgt. It is known that the measuring and / or positioning of spatial and areal objects with the help of individual, preferably orthogonal to each other arranged, linear measuring system is carried out. Weiterhin ist bekannt, daß zur Vermessung oder Positionierung entlang einer Geraden oder in der Ebene inkrementale Meßsysteme eingesetzt werden. Furthermore, it is known that incremental measurement systems are used for measuring or positioning along a straight line or in a plane. Diese können für eine (DE 33 22 738) oder für mehrere Koordinaten gleichzeitig (DD 2 15 645) ausgelegt sein. These can be designed for a (DE 33 22 738) or for a plurality of coordinate at the same time (DD 2 15 645). Desweitern zeigen DE 34 27 067 sowie DE 39 09 855 die Möglichkeit einer Absolutcodierung für einachsige Maßstäbe. Desweitern show DE 34 27 067 and DE 39 09 855 possibility of an absolute coding for uniaxial standards.

Ein Nachteil der Kombination einzelner linearer Meßsysteme besteht darin, daß sie über mechanische Koppelstellen verbunden werden müssen, wobei sich Fehler der Koppelstellen und Fehler der Einzelsysteme über die Koppelstellen fortpflanzen und zu Meß- oder Positionierfehlern in der Ebene oder im Raum führen. A disadvantage of the combination of individual linear measuring systems is that they must be connected by mechanical coupling points, whereby errors of the coupling points and errors of the individual systems propagate through the coupling points and lead to measuring or positioning errors in the plane or in space. Weiterhin haben inkrementale Meßsysteme für eine oder mehrere Koordinaten die Eigenschaft, daß zu Beginn ihrer Inbetriebnahme Referenzmarken angefahren werden müssen und danach die Meßwert- oder Positionsermittlung durch Zählung von Inkrementen ausgehend von diesen Referenzmarken erfolgt, wobei durch verschiedene äußere Einflüsse Zählfehler auftreten können. Furthermore have incremental measuring systems for one or more coordinates of the characteristic that at the beginning of its start-up reference marks must be approached and thereafter, the measurement or position determination by counting of increments starting from these reference marks, which can occur due to various external influences counting error. Desweiteren führen bereits relativ geringe Verdrehungen des Abtastrasters eines inkrementalen Meßsystems gegenüber der linearen oder flächenförmigen Maßverkörperung zum Aussetzen der Funktion und damit zum Positions- oder Meßwertverlust. Furthermore, relatively small twists are already in the sampling grid of an incremental measuring system with respect to the linear or sheet-like material measure for exposing the function and thus to the position or Meßwertverlust. In DD 2 26 642 wird eine Einrichtung zum Erfassen der Verdrehung einer Abtasteinheit gegenüber einem Kreuzraster beschrieben, welche jedoch bereits bei kleinen Verdrehwinkeln ihre Funktionsfähigkeit einbüßt. In DD 2 26 642 a device for detecting the rotation of a scanning unit is described with respect to a cross grid, but which loses its ability to function even with small rotation angles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein absolut codiertes Mehrkoordinatenmeßsystem zu schaffen. The object of the invention is based is to provide an absolutely coded Mehrkoordinatenmeßsystem. Dieses gestattet es, an jeder Position die Absolutlage zu erfassen. This makes it possible to detect the absolute position at each position.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Bezugsfläche in absolut codierte Teilbereiche eingeteilt ist, welche die Information über die absolute Lage in zwei Koordinatenrichtungen enthalten. The object is inventively achieved in that a reference surface is divided into absolutely coded sections which contain information about the absolute position in two coordinate directions. Dabei sind die als Codierfelder ausgelegten Teilbereiche in Zeilen und Spalten derart angeordnet, daß sich in jeder Zeile der Matrix mindestens einmal die Information für die y-Koordinate und in jeder Spalte mindestens einmal die Information für die x-Koordinate befindet. The code fields designed as sub-regions in the rows and columns are arranged such that at least once the information for the y-coordinate, and in each column is at least once in every row of the matrix, the information for the x-coordinate. Die Codierung innerhalb der Felder erfolgt in Form eines Strichcodes, wobei die Strichcodes jeweils benachbarter Felder orthogonal zueinander angeordnet sind und die absolute Position der jeweiligen x- oder y-Koordinate enthalten. The coding within the fields takes the form of a bar code, the bar codes of respective adjacent fields are arranged orthogonal to each other and contain the absolute position of the respective x or y coordinate.

Das Auslesen des Codes der einzelnen Felder erfolgt vorzugsweise mit orthogonal zueinander angeordneten Sensorzeilen bzw. mit einer Sensormatrix für beide Koordinaten. The reading of the code of each field is preferably carried out with orthogonally arranged sensor lines or with a sensor matrix for both coordinates. Die Sensorelemente sind dabei so anzuordnen und der Abbildungsmaßstab so zu wählen, daß bei jeder Position der Sensoranordnung relativ zur Bezugsfläche mindestens die Information eines Codierfeldes jeder Koordinate vollständig ausgelesen werden kann oder, daß aus jeweils zwei nicht unmittelbar benachbarten aber in einer Linie liegenden Codierfeldern der gleichen Koordinatenrichtung so viel Information von der Sensoranordnung in Form von Codelinien ausgelesen wird, daß eine eindeutige Bestimmung der Relativlage von Sensor zu Bezugsfläche möglich ist. The sensor elements are to be arranged so and to choose the imaging scale so that in each position of the sensor assembly to the reference surface at least the information of a coding field of each coordinate can be read out completely relative or that from two not directly adjacent but in-line code fields of the same coordinate direction as much information is read out by the sensor arrangement in the form of code lines, that an unambiguous determination of the relative position of the sensor is possible to reference surface. Im Falle einer schachbrettartigen Anordnung der Codierfelder für die verschiedenen Koordinaten ohne Überlappung derselben, erfolgt die Abtastung jeder Koordinatenrichtung mit mindestens zwei parallel angeordneten Sensorzeilen derart, daß immer ein Codierfeld jeder Koordinatenrichtung durch mindestens eine der Sensorzeilen erfaßt wird, wobei der Basisabstand zwischen den Sensorzeilen vorzugsweise 1/4 der Periode beträgt. In the case of a tessellated arrangement of the code fields for the various coordinates without overlapping the same, the scanning is carried each coordinate direction with at least two parallel rows of sensors such that always a coding field each coordinate direction is detected by at least one of the sensor rows, wherein the base distance between the sensor lines preferably 1 / 4 is the period.

Im Falle einer Anordnung der Codierfelder mit Überlappung ist zum Auslesen einer Koordinatenrichtung jeweils nur eine Sensorzeile erforderlich, welche dann bei jeder relativen Position zur Bezugsfläche mindestens ein zugeordnetes Codierfeld auslesen kann. In the case of an arrangement of code fields with overlap each case only one sensor line is required for reading out one coordinate direction, which can then read at each position relative to the reference surface at least one associated coding field. Im Falle der Verwendung einer Sensormatrix zum Auslesen der Information aus einer Anordnung der Codierfelder mit oder ohne Überlappung wird die Ortsinformation durch spalten- bzw. zeilenweise Auswertung der Sensormatrix ermittelt. In case of using a sensor array for reading the information from an array of code fields with or without overlap, the location information is determined by column or row-wise evaluation of the sensor matrix.

Zur Bestimmung kleinster Verdrehwinkel in der xy Ebene können zwei in einem hinreichend großen Basisabstand parallel angeordnete Sensorzeilen oder Sensorzeilenpaare bzw. verschiedene Matrixzeilen oder -spalten einer Sensormatrix benutzt werden, wohingegen die Verdrehung des Abtastsystems um große Winkel mit Hilfe des sich ändernden Abildungsabstandes der auf die Sensorzeile abgebildeten Codelinienen ausgewertet wird. To determine the smallest angle of rotation in the xy plane, two parallel-arranged in a sufficiently large base distance sensor lines or sensor lines pairs or different matrix rows or columns of the sensor matrix are used, whereas the rotation of the scanning through large angles by means of the changing Abildungsabstandes of the sensor line pictured Codelinienen is evaluated.

Die relative Lage der Sensoren zum zugeordneten Codierfeld wird durch Interpolation der aus den Codierfeldern ermittelten Werte innerhalb der Pixel des Sensors bestimmt. The relative position of the sensors to the associated code field is determined by interpolation of the determined values ​​of the code fields within the pixels of the sensor.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Maßverkörperung durch ein absolut codiertes Flächennormal gebildet wird, wobei die Information für die jeweilige x- und y-Koordinate in unmittelbar benachbarten Feldern codiert ist. The advantages attainable with the invention consist in particular in that the measuring body is formed by an absolutely coded surface normal, wherein the information for the respective x- and y-coordinate is coded in immediately adjacent fields. Somit kann die Ortsinformation über die Lage des Sensors gegenüber der Bezugsfläche auf einer im Verhältnis zur gesamten Bezugsfläche relativ kleinen Teilfläche ermittelt werden. Thus, the location information about the location of the sensor relative to the reference surface on a relatively small part may be determined area relative to the entire reference surface. Durch die integrierte Maßverkörperung für beide Koordinaten reduzieren sich Justierfehler, verursacht bei der Montage der Einzelmeßsysteme, und Fehler die durch thermische Deformation oder Ausdehnung der Gestellanordnung bei Nutzung getrennter Maßverkörperungen für die verschiedenen Koordinaten auftreten. Due to the integrated measuring scale for both coordinates adjustment errors reduce caused when mounting the Einzelmeßsysteme, and errors that occur due to thermal deformation or expansion of the cage assembly in use of separate measurement standards for the various coordinates. Damit hängt die Genauigkeit des Systems praktisch nur noch von der Qualität der integrierten Maßverkörperung ab und nicht mehr von den Koppelelementen zwischen den Einkoordinaten-Maßverkörperungen. Thus, the accuracy of the system depends practically only on the quality of the integrated measuring scale, and no more of the coupling elements between the Einkoordinaten-dimensional standards. Es bietet sich zudem durch die absolute Codierung der Positionsmarken in Form der Codierfelder die Möglichkeit, die einzelnen Codierfelder mit einem hochgenauen Maßstab zu kalibrieren, die daraus resultierenden Korrekturwerte in einem Speicher abzulegen und bei Messungen entsprechend zu berücksichtigen. It offers are also characterized by the absolute encoding of the position marks in the form of code fields to calibrate the possibility of the individual code fields with a highly accurate scale to take the resulting correction values ​​in memory and taken into account when measuring. Weiterhin wird durch die integrierte Anordnung der Maßverkörperung für beide Koordinaten auf einer Bezugsfläche der Bauraum gegenüber getrennten Maßverkörperungen für jede Koordinate auf mehreren Bezugsflächen erheblich reduziert. Furthermore, the scale for both coordinates on a reference surface of the installation space compared with separate measuring elements is considerably reduced for each coordinate on a plurality of reference surfaces by the integrated assembly. Neben der hochgenauen Erfassung der Koordinaten x und y bietet das System zusätzlich die Möglichkeit, Verdrehwinkel der Bezugsfläche gegenüber dem Sensor zu messen, wobei kleine Verdrehwinkel durch die parallele Anordnung von Sensorzeilen und Auswertung des Differenzsignals und größere Verdrehwinkel mit Hilfe des sich ändernden Abildungsabstandes der auf die Sensorzeile abgebildeten Codelinienen ausgewertet werden. In addition to the highly accurate detection of the coordinates x and y, the system also provides the ability to measure angle of rotation of the reference surface relative to the sensor, said small angle of rotation by the parallel arrangement of sensor lines and evaluation of the difference signal and larger angle of rotation by means of the changing Abildungsabstandes of the sensor line shown Codelinienen be evaluated. Durch Reduzierung mechanischer Teile und Koppelglieder und eine integrierte Ausführung der Maßverkörperung für beide Koordinatenrichtungen erfolgt keine Fehlerfortpflanzung und Führungsfehler mechanischer Teile haben keine Auswirkung auf die Ungenauigkeit des Systems. By reducing mechanical parts and coupling elements and an integrated version of the scale for both coordinate directions no error propagation and management errors mechanical parts are have no effect on the inaccuracy of the system.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.

Es zeigen Show it

Fig. 1 eine Matrix aus Codierfeldern für die x- und y-Koordinate die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, Fig. 1 a matrix of code fields for the x- and y-coordinate which are arranged in rows and columns,

Fig. 2 eine schachbrettartige Anordnung von Codierfeldern sowie eine Anordnung von Sensorzeilenpaaren und Fig. 2 is a checkerboard-like arrangement of code fields and an array of sensor lines and pairs

Fig. 3 eine Anordnung von Codierfeldern mit Überlappung sowie eine mögliche Anordnung der Sensorzeile zum Auslesen der Ortsinformation bezüglich der x- bzw. y-Koordinate und des Verdrehwinkels ϕ in der xy-Ebene. Fig. 3 shows an arrangement of code fields with overlap and a possible arrangement of the sensor line for reading out the location information with respect to the x or y-coordinate and the angle of rotation φ in the xy plane.

Fig. 1 zeigt die Art der Anordnung der Codierfelder 4 für die beiden Koordinatenrichtungen, wobei die einzelnen Teilbereiche, die hier als Codierfelder 4 bezeichnet werden, in Zeilen 3 und Spalten 2 derart angeordnet sind, daß sich in jeder Zeile 3 der Matrix 1 in jedem zweiten Feld jedoch mindestens einmal die Information für die y-Koordinate und in jeder Spalte 2 der Matrix in jedem zweiten Feld jedoch mindestens einmal die Information für die x-Koordinate befindet. Fig. 1 shows the manner of arrangement of the code fields 4 for the two coordinate directions, wherein the individual sections, which are referred to herein as code fields 4, are arranged in rows 3 and column 2 such that in each row 3 of the matrix 1 in each second field at least once but at least once is the information for the y coordinate and each column 2 of the matrix in every other field, the information for the x-coordinate.

Fig. 2 zeigt eine schachbrettartige Anordnung der Codierfelder 4 , wobei die Codierung innerhalb der Felder 4 in Form eines Strichcodes erfolgt und die Strichcodes jeweils benachbarter Felder orthogonal zueinander angeordnet sind und die absolute Position für die jeweilige Koordinatenrichtung enthalten 6 , 7 . Fig. 2 shows a checkered arrangement of the code fields 4, wherein the encoding within the fields 4 takes the form of a bar code and the bar codes of respective adjacent fields are arranged orthogonal to each other and the absolute position for the respective coordinate direction contain 6, 7. In Abhängigkeit der Größe der Codierfelder im Verhältnis zur gesamten Bezugsfläche kann der verwendete Code hinsichtlich der Anzahl der verwendeten Bits zur Verschlüsselung der Ortsinformation vom hier gezeigten 6-Bit Code abweichen. Depending on the size of the code fields in relation to the entire reference surface of the code used can be different code with respect to the number of bits used to encrypt the location information from the 6-bit here shown. Um bei einer Anordnung nach Fig. 2 bei jeder Position des Sensors bezüglich der die Codierfelder tragenden Bezugsfläche eine auswertbare Ortsinformation für jede Koordinate zu erhalten, bietet sich der Einsatz von Sensor- Doppelzeilen oder parallel angeordneten Einzelzeilen als Paaren an, wobei der Abstand zwischen den Zeilen vorzugsweise 1/4 der Periode 8 betragen sollte. In order to respect the code fields supporting reference surface to obtain an analyzable location information for each coordinate in an arrangement according to FIG. 2 at each position of the sensor, the use of sensor double rows or parallel arranged individual lines offers as pairs, wherein the distance between the lines preferably, the period should be 8 1/4. Zur Auswertung gelangt jeweils das Signal jener Sensorzeile, welches die vollständige Information über die Position bezüglich der jeweiligen Koordinatenrichtung enthält. For evaluation, the signal of that sensor line, which contains the complete information about the position relative to the respective coordinate direction passes respectively. Entsprechend der orthogonalen Anordnung der Linien der Strichcodes für die x- bzw. y-Koordinate zueinander, schließen auch die den Code abtastenden Sensorzeilen vorzugsweise einen Winkel von 90° ein. Accordingly, the orthogonal arrangement of the lines of the bar codes for the x or y-coordinate with each other, and the code scanning sensor lines preferably include an angle of 90 °. Eine Anordnung der Codierfelder 4 nach Fig. 3 mit Überlappung 15 derselben gestattet ein Erfassen der Ortsinformation mit jeweils nur einer Sensorzeile pro Koordinatenrichtung. An arrangement of the code fields 4 in FIG. 3 with overlapping 15 thereof allows detection of the location information with only one sensor line for each coordinate direction. Damit ist es möglich, den auszuwertenden Datenstrom annähernd zu halbieren. This makes it possible to halve the evaluated data stream approximate. Fig. 3 zeigt weiterhin eine zweite Sensorzeile zur Erfassung der y-Koordinate. Fig. 3 also shows a second sensor line for detecting the y-coordinate. Beide y-Sensorzeilen liefern nun bei geringsten Verdrehungen des Sensor bezüglich der Maßstabsfläche eine unterschiedliche Ortsinformation deren Differenz, in Abhängigkeit des Basisabstandes der beiden Zeilen, eine Aussage über den Verdrehwinkel zuläßt. Both y-sensor lines then provide a different location information whose difference, allow a function of the base spacing of the two lines, a statement about the twist angle of at least distortions of the sensor with respect to the scale surface. Verdreht sich der Sensor um größere Winkelbeträge relativ zur Bezugsfläche, so ist auch eine Winkelbestimmung möglich, indem der sich scheinbar ändernde Abstand der auf die Sensorzeilen abgebildeten Codelinien ausgewertet wird. the sensor is rotated by greater angular amounts relative to the reference surface, as well as an angle determination is possible by the apparently changing distance of the code lines imaged on the sensor lines is evaluated. Da es sich hierbei um einen Fehler 2. Ordnung handelt, ist der Effekt nur bei entsprechend hoher Interpolation bzw. größeren Verdrehwinkeln sinnvoll ausnutzbar. Since this is an error 2nd order, the effect only with correspondingly high interpolation or larger twist angles is useful exploitable.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen List of references used

1 Matrix 1 matrix
2 Spalte 2 column
3 Zeile 3 line
4 Codierfeld 4 coding field
5 schachbrettartig angeordnete Codierfelder (ohne Überlappung der Codierfelder) 5 checkerboard arranged code fields (no overlap of the code fields)
6 x-Strichcode 6 x barcode
7 y-Strichcode 7 y barcode
8 Periode 8 period
9 Sensorzeilenpaar zum Auslesen der x-Codierfelder 9 Sensor line pair for reading out the x-code fields
10 Sensorzeilenpaar zum Auslesen der y-Codierfelder 10 Sensor line pair for reading out the y-code fields
11 Anordnung der Codierfelder mit Überlappung 11 arrangement of the code fields overlap with
12 Sensorzeile zum Auslesen der x-Codierfelder 12 sensor line for reading out the x-code fields
13 Sensorzeile zum Auslesen der y-Codierfelder 13 sensor line for reading out the y-code fields
14 zusätzliche Sensorzeile zur Erfassung von Verdrehungen 14 additional sensor line for detecting rotations
15 Überlappung 15 overlap

Claims (6)

1. Absolutes Zweikoordinatenmeßsystem mit Drehwinkelerfassung mit einer absolut codierten Bezugsfläche und mit mindestens einem oder mehreren Sensoren zur Abtastung der Bezugsfläche in mehreren Koordinaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfläche in eine Vielzahl von Codierfeldern ( 4 ) eingeteilt ist, welche in zwei Richtungen jeweils abwechselnd die absolut codierte Information für die eine oder die andere Richtung enthalten und mit einem oder mehreren Sensoren abgetastet, die Bestimmung der Relativlage von Sensor zu Bezugsfläche in der Ebene oder im Raum ermöglichen, wobei diese absolut codierten Codierfelder ( 4 ) für jede Koordinate benachbart und vorzugsweise orthogonal und in Zeilen ( 3 ) oder Spalten ( 2 ) derart zueinander angeordnet sind, daß sich in jeder Zeile ( 3 ) der Matrix ( 1 ) in jedem zweiten Codierfeld ( 4 ) jedoch mindestens einmal die Information für die y-Koordinate ( 7 ) und in jeder Spalte ( 2 ) der Matrix ( 1 ) in jedem zweiten Codierfeld ( 4 ) 1. Absolute Zweikoordinatenmeßsystem with rotation angle detection with an absolutely coded reference surface and having at least one or more sensors for scanning the reference surface in a plurality of coordinates, characterized in that the reference surface into a plurality of code fields (4) is divided, each of which, alternately in two directions, the enable absolutely coded information for containing one or the other direction and with one or scanned a plurality of sensors, the determination of the relative position of the sensor to reference surface in the plane or in space, which absolutely coded code fields (4) adjacent for each coordinate and preferably orthogonal and in lines (3) or column (2) are arranged to one another such that in each row (3) of the matrix (1) in every second coding field (4) at least once the information for the y-coordinate (7) and in each column (2) of the matrix (1) in every second coding field (4) jedoch mindestens einmal die Information für die x-Koordinate ( 6 ) befindet, ( Fig. 1) wobei die Codierung innerhalb der Codierfelder in Form eines Strichcodes erfolgt und die Anordnung der die Information für die x- bzw. y-Koordinate ( 6 ), ( 7 ) tragenden Codierfelder ( 4 ) vorzugsweise schachbrettartig ist ( Fig. 2). However, at least once is the information for the x-coordinate (6), (Fig. 1) wherein the coding within code fields takes the form of a bar code and the arrangement of the information for the x- and y-coordinate (6), (7) carrying the code fields (4) is preferably a checkerboard pattern (Fig. 2).
2. Mehrkoordinatenmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der Codierfelder ( 4 ) für jede Koordinate mit parallel angeordneten Sensorzeilen ( 9 ), ( 10 ) derart erfolgt, daß bei jeder Position der Sensorzeilen ( 9 ), ( 10 ) relativ zur Bezugsfläche mindestens eine der parallel angeordneten Sensorzeilen die vollständige Information eines zugeordneten Codierfeldes ( 4 ) erfaßt oder, daß aus zwei nicht unmittelbar benachbarten aber in einer Linie liegenden Codierfeldern ( 4 ) der gleichen Koordinatenrichtung jeweils so viel Information in Form von Codelinien ausgelesen wird, daß eine eindeutige Bestimmung der Relativlage von Sensor zu Bezugsfläche möglich ist. 2. Mehrkoordinatenmeßsystem according to claim 1, characterized in that the scanning of the code fields (4) for each coordinate with parallel rows of sensors (9), (10) is effected such that at each position of the sensor lines (9), (10) relative to the reference surface at least one of the parallel rows of sensors detects the complete information of an associated coding field (4) or that of two not directly adjacent but in-line code fields (4) of the same coordinate direction is read in each case so much information in the form of code lines, that a unambiguous determination of the relative position of the sensor to reference surface is possible.
3. Mehrkoordinatenmeßsystem nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung innerhalb der Felder in Form eines Strichcodes erfolgt und die Codierfelder ( 4 ) der Zeilen ( 3 ) für die y-Codierung sich innerhalb der Spalten ( 2 ) überlappen und sich die Codierfelder ( 4 ) der Spalten ( 2 ) für die x-Koordinate innerhalb der Zeilen ( 3 ) überlappen, ( Fig. 3). 3. overlap Mehrkoordinatenmeßsystem according to claims 1-2, characterized in that the coding of the fields within in the form of a bar code is carried out and the code fields (4) of the line (3) for the y-coding within the column (2) and the code fields (4) of the column (2) for the x coordinate within the line (3) overlap (Fig. 3).
4. Mehrkoordinatenmeßsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der Codierfelder ( 4 ) für jede Koordinate mit jeweils nur einer Sensorzeile ( 12 ), ( 13 ) erfolgt, wobei bei jeder Position der Sensorzeile ( 12 ), ( 13 ) relativ zur Bezugsfläche die Sensorzeile ( 12 ), ( 13 ) die vollständige Information eines zugeordneten Codierfeldes ( 4 ) erfaßt oder aus zwei nicht unmittelbar benachbarten aber in einer Linie liegenden Codierfeldern ( 4 ) der gleichen Koordinatenrichtung jeweils so viel Information von der Sensorzeile ( 12 ), ( 13 ) in Form von Codelinien ausgelesen wird, daß eine eindeutige Bestimmung der Relativlage von Sensor zu Bezugsfläche möglich ist. 4. Mehrkoordinatenmeßsystem according to claim 3, characterized in that the scanning of the code fields (4) for each coordinate with only one sensor line (12), (13), wherein at each position of the sensor line (12), (13) relative to the reference surface, the sensor line (12), (13) the complete information of an associated coding field (4) is detected, or two not directly adjacent but in-line code fields (4) of the same coordinate direction in each case so much information from the sensor line (12), ( 13) is read out in the form of code lines, that an unambiguous determination of the relative position of the sensor is possible to reference surface.
5. Mehrkoordinatenmeßsystem nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der Bezugsfläche mit Hilfe einer Sensormatrix derart erfolgt, daß bei jeder Position der Sensormatrix relativ zur Bezugsfläche die vollständige Information mindestens eines x- und y-Codierfeldes ( 4 ) erfaßt wird oder, daß aus jeweils zwei nicht unmittelbar benachbarten aber in einer Linie liegenden Codierfeldern ( 4 ) der gleichen Koordinatenrichtung so viel Information in Form von Codelinien ausgelesen wird, daß eine eindeutige Bestimmung der Relativlage von Sensor zu Bezugsfläche möglich ist. 5. Mehrkoordinatenmeßsystem according to claim 1 and 3, characterized in that the scanning of the reference surface by means of a sensor matrix is performed so that at each position of the sensor array relative to the reference surface of the complete information x- at least one and y-coding field (4) is detected, or that as much information in the form of code lines is read out from each of two adjacent but not directly in-line code fields (4) of the same co-ordinate direction that a unique determination of the relative position of the sensor is possible to reference surface.
6. Mehrkoordinatenmeßsystem nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung des Abtastsystems relativ zur Bezugsfläche um kleine Winkel innerhalb der xy Ebene mit Hilfe der Auswertung der Differenzsignale zweier in einem Basisabstand parallel angeordneter Sensorzeilen ( 12 ), ( 13 ) oder Sensorzeilenpaare ( 9 ), ( 10 ) erfaßt wird und die Verdrehung des Abtastsystems um große Winkel mit Hilfe des sich ändernden Abbildungsabstandes der auf die Sensorzeile abgebildeten Codelinienen ausgewertet wird. 6. Mehrkoordinatenmeßsystem according to claim 1-4, characterized in that the rotation of the scanning system relative to the reference surface by small angles in the xy plane by means of the evaluation of the differential signals from two parallel-arranged in a base distance sensor line (12), (13) or sensor line pairs ( 9), (10) is detected and the rotation of the scanning through large angles by means of the changing distance of the imaging Codelinienen imaged on the line sensor is evaluated.
DE19924212990 1992-04-18 1992-04-18 Absolute two-coordinate measuring system with angle of rotation determination - subdivides absolute coded reference surface into multiple coding fields and with one or more sensors for scanning reference surface in several coordinates Withdrawn DE4212990A1 (en)

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