DE69931410T2 - Signalempfänger zum Empfang von Impulssignalen, die von einer Sonde ausgesendet werden - Google Patents

Signalempfänger zum Empfang von Impulssignalen, die von einer Sonde ausgesendet werden Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung betrifft ein Impulssignalempfangssystem. Es kann für ein Signal verwendet werden, das durch einen Tastkopf des Typs erzeugt wird, der für Messungen bei Positionserfassungsmaschinen, wie zum Beispiel Werkzeugmaschinen, verwendet wird.
  • Es ist bekannt, einen Messtastkopf in eine bewegliche Spindel einer Werkzeugmaschine einzusetzen, so dass die Spindel den Tastkopf in Kontakt mit verschiedenen Oberflächen eines zu vermessenden Werkstücks bringen kann. Da der Tastkopf gegen Schneidwerkzeuge auswechselbar ist, ist es schwierig oder unmöglich, den Tastkopf mit der nachfolgenden Schnittstellenschaltung fest zu verdrahten, die das Signal verarbeitet und die eine Schnittstelle mit der Maschinensteuerung bildet. Folglich sind vielfältige drahtlose Signalübertragungssysteme bekannt. Diese können zum Beispiel die Signale optisch oder durch Funk an einen Empfänger übertragen bzw. senden, der an der feststehenden Struktur der Maschine montiert ist.
  • Da der spindelmontierte Tastkopf sich um die Maschine bewegt, variiert die durch den Empfänger empfangene Signalstärke. Insbesondere im Fall von optischen Übertragungssystemen ist es bekannt, zwei oder mehrere Empfänger an unterschiedlichen Orten der Maschine vorzusehen, so dass, wenn das Signal, das von einem empfangen wurde, schwach oder nicht vorhanden ist, dennoch ein gutes Signal durch den anderen empfangen wird. In solchen bekannten Anordnungen kombiniert die Schaltung in der Schnittstelle einfach die Ausgänge von den zwei Empfängern parallel.
  • Es wird gewünscht, Signalübertragungssysteme herzustellen, welche selbst bei großen Maschinen verwendbar sind, und bei Maschinen, bei denen nicht immer eine Sichtlinie zwischen dem Tastkopf und einem der Empfänger sein mag. Bis zu einem gewissen Grade kann dies durch ein Erhöhen der Ausgangsleistung des Senders des Tastkopfes erreicht werden. Dies erhöht die Reichweite des Signalübertragungssystems. Im Fall von optischen Systemen erlaubt es ebenso die Verwendung von Licht, das von verschiedenen Oberflächen der Maschine reflektiert wird, selbst wenn keine Sichtlinie da ist. Jedoch besteht in der Praxis eine Grenze für solche Vergrößerungen der Leistung, weil der Tastkopf batteriebetrieben ist. Wenn eine sehr hohe Leistung ausgesandt wird, wird die Batterielebensdauer sehr kurz sein. Eine andere Möglichkeit ist deshalb die Empfängerempfindlichkeit zu erhöhen.
  • Probleme treten jedoch sowohl mit einzelnen Empfängern als auch mit mehreren Empfängern auf, wenn die Empfänger empfindlicher gemacht werden, so dass die Reichweite der Signalübertragung erweitert wird. Die größere Empfindlichkeit macht die Empfänger für Interferenz empfänglicher. Im Fall von optischen Systemen kann solche Interferenz durch Abtast- bzw. Taktsignalfeuer, fluoreszente Lampen oder sogar andere Signalübertragungssysteme von Tastköpfen von nahe gelegenen Maschinen hervorgerufen werden.
  • Die PCT-Patentanmeldung WO 95/28615 offenbart ein System zur drahtlosen Übertragung von Signalen von einem Tastkopf an einen Empfänger. Optische Empfänger mit Raumdiversitätsempfang sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt (siehe Ibrahim M. M. et al.: "Performance analysis of optical receivers with space diversity reception", IEE Proc.-Commun., Band 143, Nr. 6, Dezember 1996).
  • Die Ausgangsanmeldung EP99904949.7 schlägt eine Signalempfangsschaltung für einen Tastkopf vor, in welcher das Tastkopfsignal in der Form von Impulsen übertragen wird, und weist eine Schaltung zum Empfangen von den Impulsen auf, wobei die Impulsempfangsschaltung einen Schwellendetektor einschließt, der eine Ausgabe erzeugt, wenn der Impuls eine gegebene Schwelle überschreitet, wobei die Schwelle gemäß der Amplitude der empfangenen Impulse variabel ist, und wobei der Wert der gegebenen Schwelle, wenn der Signalpegel unter die Schwelle fällt, mit einer Zeitkonstante abnimmt, die im Vergleich zu dem Abstand der Impulse groß ist, jedoch im Vergleich zu Schwankungen in der Gesamtamplitude der Impulse klein ist.
  • Die Erfindung sieht ein Impulssignalempfangssystem zum Empfangen eines von einem Tastkopf übertragenen Signals vor, mit:
    einem Sender, der dem Tastkopf zugeordnet ist;
    einer Vielzahl von Empfängern zum Empfangen von Signalen, die von dem Sender gesendet werden;
    einer Schaltung, die verbunden ist, um die Ausgangssignale der Empfänger zu empfangen;
    wobei die Schaltung die Signalstärken der Signale von jedem Empfänger vergleicht und einen Ausgang von einem oder mehreren der Empfänger auf Grundlage der relativen Signalstärken derselben ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung auch eine Schaltung zum Kombinieren und zum Mitteln der Empfängerausgangssignale und zum Auswählen eines Ausgangssignals, wenn dieses das Mittel überschreitet, umfasst.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der nachstehenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Gesamtschaltbild eines Werkzeugmaschinentastkopfes und eines Signalübertragungssystems;
  • 2 ein schematisches Schaltbild eines Empfängers, der in 1 gezeigt ist;
  • 3A und 3B Signalgraphen zum Erklären des Betriebs der Empfängerschaltung von 2;
  • 4 eine Schaltung, welche einen Teil einer Schnittstelle bildet, die in 1 zu sehen ist; und
  • 5 ein Schaltbild eines alternativen Empfängers zu dem aus 2.
  • 1 zeigt einen Tastkopf 10, welcher in der Spindel einer Werkzeugmaschine zur Bewegung in X-, Y- und Z- Richtungen (wie durch Pfeile 12 angezeigt) montiert werden kann. Der Tastkopf ist geeigneterweise ein Berührungsauslösungstastkopf mit einem ablenkbaren Taster 14, der ein Auslöse- bzw. Triggersignal ausgibt, wenn sein Taster 14 mit einem Werkstück in Verbindung gelangt. Jedoch ist die Erfindung ebenso nützlich für Tastköpfe, welche ein Signal ausgeben, das dem Betrag einer Ablenkung des Tasters 14 entspricht. Das Signal wird optisch von dem Tastkopf an die Maschinensteuerung gesendet, und zu diesem Zweck hat der Tastkopf 10 eine Mehrzahl von Leuchtdioden 16 (zum Beispiel rote oder infrarote Leuchtdioden). Der Tastkopf ist batteriebetrieben, und wenn er eingeschaltet ist, sendet er ein kontinuierlichen Strom an Lichtimpulsen aus, auf welchem die erforderlichen Signale enkodiert sind.
  • Die Lichtimpulse werden durch Photodetektoren 28, 28' in einer oder mehreren Empfangseinheiten (von denen zwei bei 18 und 18' in dem vor liegenden Beispiel gezeigt sind) empfangen. Jeder Empfänger wandelt die Lichtimpulse in zwei komplementäre elektrische Impulssignale um, welche auf/über Leitungen 20, 20' an eine Schnittstellenschaltung 22 gesendet werden. Jeder Empfänger 18, 18' erzeugt ebenso einen Gleichstrompegel auf einer Leitung 24, 24', welcher die Amplitude oder Signalstärke der empfangenen Lichtimpulse anzeigt. Der Gleichstrompegel kann ein Spannungspegel oder ein Strompegel sein. Dieses Gleichstromsignal wird ebenso an die Schnittstelle 22 übergeben.
  • Nach einem Verarbeiten der Signale erzeugt die Schnittstelle 22 ein Ausgangssignal auf einer Leitung 26, welches an die Maschinensteuerung gesendet wird. Im Fall eines Berührungsauslösungstastkopfes überträgt die Leitung 26 ein Auslösesignal, das anzeigt, dass der Taster 14 ein Werkstück berührt hat, und die Maschinensteuerung verwendet dieses, um die Bewegung des Tastkopfes anzuhalten und eine Bestimmung der Position des Tastkopfes im Raum (und hieraus der Position des Werkstückoberfläche) zu beginnen. Alternativ kann die Schnittstelle 22 ein Signal ausgeben, das dem Ablenkungsbetrag des Tasters 14 entspricht.
  • Da der Tastkopf 10 sich um die Maschine bewegt, wird der Signalpegel, der durch einen gegebenen der Empfänger 18, 18' empfangen wird, abhängig von der relativen Position des Tastkopfes und des Empfängers variieren. Jedoch ist, wie in vorhergehend bekannten Anordnungen, die Intention, dass zu jeder gegebenen Zeit wenigstens einer der Empfänger 18 ein verwendbares Signal empfangen wird.
  • Die Reichweite des Signalübertragungssystems wird (verglichen mit vorhergehend bekannten Anordnungen) teilweise durch Erhöhen der Ausgangsleistung der Dioden 16 verbessert, jedoch hauptsächlich durch Erhöhen der Empfindlichkeit der Empfänger 18, 18'. Jedoch macht dies na türlich jene empfindlicher für ungewollte Interferenz, wie beispielsweise von Xenon-Abtast- bzw. Taktsignalfeuern, fluoreszenten Lampen und den Signalübertragungssystemen von Tastköpfen nahegelegener Maschinen. Anordnungen, welche ermöglichen, dass eine oder zwei dieser Probleme verringert oder überwunden werden, werden nun beschrieben.
  • 2 zeigt schematisch die Schaltung von einem der Empfänger 18. Der andere Empfänger 18' ist ähnlich. Die Infrarot-Lichtimpulse werden durch eine Photodiode 28 empfangen, und durch einen Verstärker 30 verarbeitet. Dieser umfasst eine automatische Verstärkungssteuerung (AGC) und weist eine Hochpass-Charakteristik auf. Der Verstärker liefert somit Niederfrequenzsignalauslöschung, um die Effekte von Sonnenlicht, Niederfrequenzbeleuchtung und anderem Hintergrundlicht zu beseitigen. Er erzeugt ebenso eine automatische Verstärkersteuerungsausgabe auf einer Leitung 48, welche die Amplitude der ankommenden Impulse anzeigt. Diese Ausgabe liefert ebenso einen Gleichstrompegel auf der Leitung 24 an die Schnittstelle 22.
  • Als nächstes werden die variablen Amplitudenimpulssignale, welche von dem Verstärker 30 ausgegeben werden, an einen Schwellendetektor 32 übergeben. Seine Wirkung wird in 3A und 3B erklärt.
  • In 3A zeigt Kurve 34 den Ausgang des Verstärkers 30, und Kurve 38 stellt den Ausgang des Schwellendetektors 32 dar. Die Kurve 34 umfasst Impulse 36, welche das erforderliche Signal sind, das von dem Tastkopf 10 übertragen wird. Jeder der Impulse 36 weist, wie zu sehen ist, eine nacheilende hintere Signalflanke auf, und der Effekt des Schwellendetektors 32 ist, die Impulse zu quadrieren, wie bei 40 in der Kurve 38 zu sehen ist. Eine gestrichelte Linie 42 in 3A zeigt die variable Natur der Schwelle eines vorbekannten, kommerziell verfügbaren Gerätes an. In die sem bekannten Gerät steigt die Schwelle stufenartig auf der voreilenden Flanke von jedem Impuls 36. (Der Anstieg erfolgt in der negativen Richtung, da die Impulse negativ laufen) Dies verhindert, dass die Ausgangsimpulse 40 infolge der hinteren Signalflanke des Impulses 36 zu weit werden. Jedoch fällt die Schwelle in diesem bekannten Gerät sofort nach jedem Impuls 36, mit einer relativ kurzen Zeitkonstante, bereit für den nächsten Impuls 36. (Der Abfall in der Schwelle erfolgt in der positiven Richtung in 3A.) Die Schwelle 42 des bekannten Gerätes in 3A weist einen minimalen Pegel auf, das heißt einen bestimmten minimalen Abstand in der negativen Richtung von der Basislinie der Kurve 34.
  • Es wurde oben erwähnt, dass die Empfindlichkeit des Empfängers 18 erhöht worden war, verglichen mit den bekannten, kommerziell verfügbaren Geräten. Selbstverständlich ist ein Ergebnis davon, dass er empfänglicher für Interferenz ist. Dies ist in 3A zu sehen, wo Interferenzimpulse bei 44 gezeigt sind. In dem vorbekannten Gerät würden diese Interferenzimpulse ziemlich klein sein, aber in 3A sind sie wegen der erhöhten Empfindlichkeit von signifikanter Größe. Als ein Ergebnis können die Interferenzimpulse (in der negativ laufenden Richtung) den Schwellpegel 42 überschreiten. Dies führt zu falschen bzw. störenden Fehlerimpulsen 46 in der Ausgangskurve 38.
  • Um dieses Problem zu überwinden, wird das bekannte Gerät modifiziert, wie in 3B gezeigt. Hier ist die Schwelle durch eine gestrichelte Line 42A gezeigt. Wie in 3A steigt sie stufenweise (in der negativen Richtung) bei Empfang des ersten Impulses 36 an. Jedoch nimmt sie mit einer signifikant längeren Zeitkonstante ab als die Schwelle 42 in 3A. Solange wie andere Impulse 36 weiterhin von dem Tastkopf 10 empfangen werden, überschreitet folglich die Schwelle 42A die Interferenzimpulse 44 (in der negativen Richtung) und es erscheint kein Fehlerimpuls 46 in dem Ausgangssignal 38.
  • In 3B sieht es so aus, als ob die Schwelle 42A einen konstanten Pegel nach dem ersten Impuls 36 aufweist. Jedoch nimmt sie allmählich mit einer relativ langen Zeitkonstante ab, verglichen mit der Zeit zwischen den Impulsen 36. Diese Zeitkonstante wird dennoch so ausgewählt, dass sie kurz ist verglichen mit der Zeit, die der Tastkopf 10 benötigt, um sich von einer Seite der Maschine zu der anderen (das heißt näher zu einem Empfänger 18 und weiter weg von dem anderen) zu bewegen. Somit fällt, wenn der Tastkopf sich von dem entsprechenden Empfänger 18 weg bewegt, die Schwelle 42A (das heißt wird positiver). Dies stellt sicher, dass die Signalimpulse (deren Amplituden nun selbstverständlich reduziert sind), die Schwelle weiterhin überschreiten und Ausgangsimpulse 40 erzeugen.
  • 2 zeigt den Rest der Schaltkreisanordnung zum Erzeugen dieses Effektes. Die Schwelle 42A wird in einer Schwelleneinstellschaltung 50 auf der Basis der Ausgabe 48 der automatischen Verstärkungssteuerung, die von dem Verstärker 30 empfangen wird, eingestellt. Die Schaltung 50 empfängt ebenso Eingaben von voreingestellten Schaltern 52. Diese Schalter 52 geben das Einstellen des minimalen Pegels der Schwelle 42A bei dem Fehlen von Eingangsimpulsen 36 frei (das heißt der Pegel, der bei 42B in 3B gezeigt wird). Ein Einstellen dieser Voreinstellungen wird für jede Werkzeugmaschineninstallation unternommen, abhängig von dem Pegel der erfahrenen Interferenz, um sicherzustellen, dass der Schwellendetektor 32 die größtmögliche Empfindlichkeit für die erforderlichen Signalimpulse aufweist, während er nicht übermäßig empfindlich gegenüber Interferenz ist.
  • Die Impulse 40, die von dem Schwellendetektor 32 ausgegeben werden, werden verwendet, um Leitungstreiber zu speisen. Dies erzeugt die komplementären Impulssignale auf den Leitungen 20 an die Schnittstelle 22.
  • Die Schnittstellenschaltung 22 enthält Schaltkreisanordnungen, welche die Impulssignale dekodieren, um die Ausgabe 26 zu erzeugen, die das Tastkopfsignal darstellt (z.B. ein Berührungsauslösungssignal, wenn der Taster 14 mit einem Werkstück in Kontakt gelangt). Zusätzlich enthält sie jedoch ebenso die Schaltkreisanordnung, die in 4 gezeigt ist.
  • 4 zeigt die Leitungen 20 und 20', welche die komplementären Impulseingänge von den entsprechenden Empfängern 18, 18' übertragen. Die komplementären Signale von jedem Empfänger werden kombiniert, z.B. durch Differentialverstärker 25, 25' und durch einen entsprechenden Feldeffekttransistor T1, T1' gepuffert. Sie erscheinen dann jeweils auf Leitungen 56, 56' für eine nachfolgende Verarbeitung, während der sie miteinander kombiniert werden, wie schematisch durch eine Kombiniererschaltung 58 erläutert ist.
  • Die Gleichstromsignale 24, 24' von den beiden Empfängern 18, 18' werden jeweils an den nicht-invertierenden Eingang eines jeweiligen Komparators 60, 60' über Widerstände R1, R1' übergeben. Zusätzlich werden die beiden Gleichstrompegel 24, 24' jeweils durch Widerstände R2, R2' und einen Widerstand R3 kombiniert und gemittelt. Dieser Mittelwert wird an den invertierenden Eingang von jedem der Komparatoren 60, 60' übergeben. Somit schaltet, wenn eines der Gleichstromsignale 24, 24' über dem Mittelwert ist, sein entsprechender Komparator 60, 60' einen entsprechenden Feldeffekttransistor T2, T2' an. Dies gibt den entsprechenden Transistor T1, T1' frei, so dass die entsprechenden Impulssignale von den Leitungen 20, 20' in den Kombinierer 58 und die nachfolgende Verarbeitungsschalt kreisanordung eingespeist bzw. diesen zugeführt werden. Wenn umgekehrt ein gegebenes Signal 24, 24' unterhalb des Mittelwertes liegt, wird der entsprechende Transistor T2, T2' ausgeschaltet, so dass der jeweilige Transistor T1, T1' gesperrt wird, so dass die Impulse auf den Leitungen 20 oder 20' nicht an den Kombinierer 58 durchgespeist werden.
  • Die Werte der Widerstände R2, R2' und R3 sind derart gewählt, dass der Mittelwert, der in die invertierenden Eingänge der Komparatoren 60, 60' eingespeist wird, tatsächlich leicht unterhalb des echten arithmetischen Mittels der Signale auf den Leitungen 24, 24' liegt. Somit werden, wenn die Signale auf den Leitungen 24, 24' annähernd gleich sind, beide Transistoren T2, T2' angeschaltet und die Signale auf sowohl den Leitungen 20 als auch den Leitungen 20' in dem Kombinierer 58 kombiniert. Wenn einer der Signalpegel 24, 24' signifikant größer ist als der andere, dann wird nur das entsprechende Paar der Eingänge 20, 20' freigegeben und das andere wird gesperrt. Infolgedessen wird das schwächere Signal (bei dem es wahrscheinlicher ist, dass es einer Interferenz unterworfen ist) gesperrt und nicht von der nachfolgenden Verarbeitungsschaltkreisanordnung verwendet. Weiterhin versteht es sich, dass, indem der Mittelwert leicht unterhalb des strengen arithmetischen Mittels gesetzt wird, sichergestellt wird, dass beide Paare von Signalen 20, 20' nie zur gleichen Zeit gesperrt werden.
  • Die Schaltung wird leicht auf eine Installation erweitert, in der drei oder mehr Empfänger 18 vorgesehen sind. Für jeden Empfänger 18 gibt es einen entsprechenden Komparator 60 und Transistoren T1, T2. Die invertierenden Eingänge von jedem Komparator 60 empfangen einen Gleichstrompegel, welcher aus einer Mittelung der Gleichstrompegel auf den Leitungen 24 von allen Empfängern 18 resultiert.
  • 5 zeigt eine Entwicklung der Schaltung von 2. Sie weist eine Anzahl an ähnlichen Elementen auf, einschließend AGC-Verstärker 30, Schwellendetektor 32 und Leitungstreiber 54, welche die ankommenden Lichtimpulse in einer ähnlichen Weise zu den entsprechenden Elementen in 2 verarbeiten. Diese Schaltung erläutert, dass der Gleichstrompegel auf der Leitung 24 durch eine Spitzendetektorschaltung 70 (deren Ausgang gehalten wird und welcher dann mit einer geeigneten Zeitkonstante, die länger als der Impulsabstand ist, abnimmt) anstelle von dem AGC-Verstärker 30 geliefert werden kann.
  • Die Schwelleneinstellschaltung 50 weist zwei weitere Spitzendetektoren 72, 74 in Reihe auf. Der Ausgang des Spitzendetektors 72 nimmt mit einer relativ kurzen Zeitkonstante ab (zum Beispiel um 3,3 ms). Er liefert einen Ausgangsimpuls, welcher lang genug ist, um den nächsten Spitzendetektor 74 aufzuladen. Das Ausgangssignal des Spitzendetektors 74 hebt die Schwelle des Schwellendetektors 32 an und nimmt mit einer relativ langen Zeitkonstante (z.B. 103 ms) ab. Der Effekt ist ähnlich zu dem, der oben unter Bezugnahme auf 3B beschrieben ist, außer dass der Spitzenwert von dem zweiten Impuls genommen wird, wie später beschrieben wird.
  • Eine Empfindlichkeits-Einstellschaltung 76 kann einen programmierbaren Spannungsteiler mit Schaltern wie den Schaltern 52 in 2 umfassen. Diese Schaltung 76 variiert den minimalen Pegel, auf welchen sich die Spitzendetektoren 72, 74 entladen können, und variiert somit wie zuvor die minimale Schwelle 42B des Schwellendetektors 32.
  • Die Schwelleneinstellschaltung in 5 unterscheidet sich in zwei signifikanten Hinsichten von der aus 2. Erstens wird eine Zeitablaufschaltung 78 durch jeden Ausgangsimpuls von dem Schwellendetektor 32 zu rückgesetzt. Sollte es keinen derartigen Ausgangsimpuls für einen gegebenen Zeitraum geben (wesentlich länger als der Abstand der ankommenden Lichtsignalimpulse – z.B. 18 ms), dann entlädt die Zeitablaufschaltung schnell den Spitzendetektor 74 über einen FET 79. Dies reduziert die Schwelle auf ihre minimale Einstellung, was zu einer maximalen Empfindlichkeit des Schwellendetektors 32 führt. Wenn der Tastkopf 10 bewegt wird, so dass nicht länger eine direkte Sichtlinie zu der Photodiode 28 besteht, wird somit die maximale Empfindlichkeit schnell wiederhergestellt, so dass die Schaltung auf reflektierte Lichtimpulse antworten kann.
  • Der andere signifikante Unterschied ist ein Zeitfenstergenerator 80, der ebenso mit dem Ausgang des Schwellendetektors 32 verbunden ist. Dieser erzeugt ein Zeitfenster, welches geringfügig länger ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Signalimpulsen, geeigneterweise 22 μs. Der Zeitfenstergenerator 80 steuert einen elektronischen Schalter, z.B. in der Form eines Feldeffekttransistors 82. Beim Fehlen von Signalimpulsen ist dieser Schalter normalerweise angeschaltet und sperrt den Eingang zu dem Spitzendetektor 72.
  • Der Zweck des Zeitfenstergenerators 80 ist, zwischen echten Signalimpulsen und Interferenzimpulsen, z.B. von Xenon-Abtast- bzw. Taktsignalfeuern oder Fluoreszenz-Lampen, die länger sind als das ausgewählte Zeitfenster zu unterscheiden. Wenn einem echten Impuls ein zweiter echter Impuls innerhalb des Zeitfensters folgt, schaltet dies den Transistor 82 kurz aus, wodurch die Spitzendetektoren 72, 74 freigegeben werden, so dass sie auf den zweiten echten Impuls reagieren und die Schwelle im Einklang mit seiner Amplitude einstellen. Fortwährende echte Signalimpulse stellen sicher, dass die Spitzendetektoren 72, 74 weiterhin kurz für jeden nachfolgenden Impuls freigegeben sind. Im Fall eines Interferenzimpulses, der länger als das Zeitfenster ist, bleibt der Transistor 82 einge schaltet, so dass die Spitzendetektoren gesperrt sind. Auf diesem Wege erhöht der Interferenzimpuls nicht die Schwelleneinstellung, und nachfolgende Signalimpulse werden korrekt durch den Schwellendetektor 32 detektiert. Selbstverständlich läuft der Interferenzimpuls durch die Leitungstreiber 54 zu der Schnittstelle 22, aber die Impulsdekodierungs-Schaltkreisanordnung in der Schnittstelle 22 kann sich von dem resultierenden Fehler mit der Hilfe der nachfolgenden Signalimpulse, welche unbeeinflusst sind, erholen.
  • Die beschriebenen Anordnungen können zur Verwendung mit anderen drahtlosen Signalübertragungssystemen, z.B. Funksystemen, modifiziert werden.

Claims (3)

  1. Impulssignalempfangssystem zum Empfangen eines drahtlosen Signals, das von einem Taster (10) gesendet wird, mit: einem Sender (16), der dem Taster (10) zugeordnet ist; einer Vielzahl von Empfängern (18, 18') zum Empfangen von Signalen, die von dem Sender gesendet werden; und einer Schaltung (22), die verbunden ist, um die Ausgangssignale der Empfänger (18, 18') aufzunehmen, wobei die Schaltung (22) derart ausgebildet ist, dass sie die Signalstärken der Signale von jedem Empfänger vergleicht und einen Ausgang von einem oder mehreren der Empfänger auf Grundlage der relativen Signalstärken derselben auswählt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung auch eine Schaltung zum Kombinieren und Mitteln der Empfängerausgangssignale (58) und zum Auswählen eines Ausgangssignals, wenn dieses das Mittel überschreitet, umfasst.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Mittelwert, der von der Schaltung verwendet wird, unter dem wahren arithmetischen Mittel der Empfängerausgangssignale liegt, so dass mehr als ein Signal gewählt ist, wenn die Signale etwa gleich sind.
  3. System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, mit einer Impulsempfangsschaltung (18, 18') zur Verarbeitung des Signals, das von den Empfängern (18, 18') empfangen wird.
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EP (2) EP0974208B1 (de)
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DE (2) DE69926448T2 (de)
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0004727D0 (en) * 2000-02-29 2000-04-19 Renishaw Plc Machine tool probe with wireless signal transmission
DE10246781A1 (de) * 2002-10-08 2004-04-22 Stotz-Feinmesstechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung von Objekten
DE10304193B4 (de) * 2003-01-29 2012-03-01 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Verfahren und Anordnung zur Auswertung von Sendesignalen eines Tastsystems
DE10304195B4 (de) 2003-01-29 2012-03-01 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Verfahren und Anordnung zur Auswertung von Sendesignalen eines Tastsystems
DE10303551A1 (de) * 2003-01-29 2004-08-12 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Verfahren zum Übertragen von Steuerbefehlen von einem Sendeelement zu einem Messtaster
US6922904B2 (en) * 2003-01-29 2005-08-02 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Method and system for analyzing transmitted signals from a probe system
US7243174B2 (en) * 2003-06-24 2007-07-10 Emerson Electric Co. System and method for communicating with an appliance through an optical interface using a control panel indicator
US7321732B2 (en) * 2003-07-28 2008-01-22 Emerson Electric Co. Method and apparatus for improving noise immunity for low intensity optical communication
US20050025493A1 (en) * 2003-07-28 2005-02-03 Jurgis Astrauskas Method and apparatus for using a close proximity probe for optical communication with a device external to the probe
US7280769B2 (en) * 2003-07-28 2007-10-09 Emerson Electric Co. Method and apparatus for operating an optical receiver for low intensity optical communication in a high speed mode
US20050205529A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-22 The Regents Of The University Of California Calibration system for laser peening
ITBO20040182A1 (it) 2004-04-01 2004-07-01 Marposs Spa Sistema e metodo per il controllo di pezzi meccanici, con trasmissioni di segnali via etere
DE102005006358B4 (de) * 2005-02-11 2014-12-04 Robert Bosch Gmbh Datenübertragungseinrichtung bei einem Elektrogerät, insbesondere Elektrowerkzeug sowie entsprechendes Verfahren
GB0506157D0 (en) * 2005-03-24 2005-05-04 Renishaw Plc Power and/or signal paths for a machine tool accessory
DE102006054978A1 (de) * 2006-11-22 2008-05-29 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Tastsystem
DE102010040195A1 (de) * 2009-10-28 2011-05-05 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Tastsystem und Verfahren zum Betrieb eines Tastsystems
WO2013014168A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Marposs Societa' Per Azioni System and method for checking position and/or dimensions of mechanical pieces
ITBO20110452A1 (it) * 2011-07-28 2011-10-27 Marposs Spa Sistema e metodo per controllare posizione e/o dimensioni di pezzi meccanici
DE102013000707A1 (de) * 2013-01-17 2014-07-17 M & H Inprocess Messtechnik Gmbh Messvorrichtung
JP6633142B2 (ja) * 2018-06-29 2020-01-22 Dmg森精機株式会社 測定装置および測定システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2567700B3 (fr) 1984-07-10 1986-12-12 Ebl Combineur pour reception en diversite
US4823398A (en) * 1985-12-23 1989-04-18 Kazuya Hashimoto Diversity receiver
US5150529A (en) 1988-04-12 1992-09-29 Renishaw Plc Signal transmission system for machine tools, inspection machines, and the like
GB8808612D0 (en) 1988-04-12 1988-05-11 Renishaw Plc Signal transmission system for machine tools inspection machines &c
GB8808613D0 (en) 1988-04-12 1988-05-11 Renishaw Plc Signal transmission system for machine tools inspection machines &c
FR2673468A1 (fr) 1991-02-28 1992-09-04 Renishaw Plc Circuit de conditionnement de signaux pour sonde a declenchement.
FR2673467A1 (fr) 1991-02-28 1992-09-04 Renishaw Plc Circuit de conditionnement de signaux pour sonde a declenchement.
FR2674659A1 (fr) * 1991-03-29 1992-10-02 Renishan Metrology Ltd Dispositif de transmission de signaux pour sonde a declenchement.
ITBO940167A1 (it) 1994-04-19 1995-10-19 Marposs Spa Sistema per il rilevamento di dimensioni lineari e metodo di verifica del relativo funzionamento
IT1279590B1 (it) * 1995-05-11 1997-12-16 Marposs Spa Sistema e metodo di trasmissione di segnali via etere fra una testa di controllo e un ricevitore remoto

Also Published As

Publication number Publication date
EP1503524B1 (de) 2006-05-17
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