HUT50966A - Method for determining position and construction for carrying out thereof - Google Patents
Method for determining position and construction for carrying out thereof Download PDFInfo
- Publication number
- HUT50966A HUT50966A HU228088A HU228088A HUT50966A HU T50966 A HUT50966 A HU T50966A HU 228088 A HU228088 A HU 228088A HU 228088 A HU228088 A HU 228088A HU T50966 A HUT50966 A HU T50966A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- code
- displacement
- marks
- focus
- phase detector
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 title 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
Description
A találmány tárgya helyzetmeghatározó eljárás, elsősorban robotikában, szerszámgéptechnikában és mérőgépekben való alkalmazáshoz, amelynek során valamely koordináta mentén meghatározzuk az elmozdulás mértékét és irányát. Tárgya továbbá a találmánynak az eljárás foganatosítására szolgáló szerkezet is, amely kódtárcsát, vagy kódlécet, továbbá jelforrást és érzékelőt, valamint az érzékelőhöz kapcsolt feldolgozó egységet tartalmaz.The present invention relates to a positioning method, particularly for use in robotics, machine tool engineering and measuring machines, in which the extent and direction of displacement along a coordinate are determined. The invention also relates to a device for carrying out the method of the invention comprising a code dial or code bar, a signal source and a sensor, and a processing unit connected to the sensor.
• · · • * · · ·• · · • * · · ·
A gyakorlati életben nagyszámú esetben fordul elő olyan feladat, amikor tengelyek, karok elfordulási szögének vagy két test egymáshoz képesti elmozdulásának a meghatározására van szükség.In practical life, there are a large number of tasks where it is necessary to determine the rotation of axes, arms, or displacement of two bodies relative to one another.
A feladat megoldására igen sokféle lehetőség ismeretes, amelyekről összefoglaló ismertetést ad E.Karg:Számjegyes vezérléstechnikai ÁBC cimü, a Műszaki Könyvkiadónál /Budapest, 1971./ megjelent munkája a 89-126. oldalain.There are many different ways of solving this problem, which are summarized in E.Karg, ÁBC Numerical Control Engineering, published in Technical Publishers / Budapest, 1971, pp. 89-126. pages.
Ezek közül a legáltalánosabban használt megoldásoknál valamely kódlécet, vagy kódtárcsát meghatározott távolságokban nyilasokkal látnak el, majd az igy kialakított kódlécet, vagy kódtárcsát optikai jeladó és jelvevő között a meghatározni kívánt távolsággal összefüggésben / pl. a kódléc, vagy a kódtárcsa az elmozduló karhoz van rögzítve/ mozgatják. Ekkor az elmozdulás abszolút értékre a jelvevőben megjelenő impulzusok száma lesz a jellemző.In the most commonly used of these solutions, a code bar or code dial is provided with arrows at specific distances, and then the code bar or code dial formed between the optical transmitter and the receiver in relation to the distance to be determined / e.g. the code bar or code dial is fixed / moved to the movable lever. Then the absolute value of the displacement will be the number of pulses in the receiver.
Ismert olyan megoldás is, ahol a kódléc vagy a kódtárcsa az elmozdulás mértékére jellemző, digitálisan kódolt nyílásokkal van ellátva, ilyenkor a távolság megtétele után a jeladó kimenetén közvetlenül a megtett távolság abszolút értéke jelenik meg.It is also known that the coding bar or coding disc has digitally coded apertures specific to the degree of displacement, in which case the absolute value of the distance traveled is displayed directly on the output of the encoder after the distance.
Mindkét megoldás közös jellegzetessége, hogy egyrészt az elmozdulás irányának meghatározásához külön intézkedéseket /irányadó/ igényelnek, másrészt a mérési pontosság és a felbontóképesség növelésének határt szab a kódléc, vagy a kódtárcsa mechanikai mérete. A gyakorlatban a fenti megoldásoknál néhány száz - néhány ezer osztás helyezhető el elviselhető mechanikai méretek mellett.A common feature of both solutions is that they require special measures to determine the direction of displacement, and on the other hand, the increase of the measuring accuracy and the resolution is limited by the mechanical size of the code bar or the code wheel. In practice, the above solutions can accommodate a few hundred to a few thousand divisions along tolerable mechanical dimensions.
• · · · · • · · • · · · • · · • · · · · · · ♦• · · ♦. ♦ ♦
- 3 Fejlettebb megoldásoknál optikai jelforrásként lézerdiódát alkalmaznak, amelyek segítségével fókuszáltabb fénysugár és ezáltal kisebb osztástávolságok érhetőkel. így pl. az Elektronik 1988. évi 9. számának 15o. oldalán olyan kódtárcsát ismertet, amelynek segítségével lo /i-os felbontóképesség érhető el.- 3 More advanced solutions use a laser diode as an optical signal source to produce a more focused beam of light and thus smaller spacing. so e.g. 15 of the 1988 issue of Elektronik. page describes a code dial that provides lo / i resolution.
A találmány célja olyan eljárás létrehozása, amely lehetővé teszi az ismert megoldásokénál nagyobb felbontóképességű, ugyanakkor széleskörben és üzembiztosán alkalmazható helyzetmeghatározást.It is an object of the present invention to provide a method which enables positioning with a higher resolution than the known solutions, but which can be used widely and reliably.
A célkitűzéshez tartozik az is, hogy az eljárás foganatosítására szolgáló szerkezet gazdaságosan előállítható és egyszerűen felszerelhető legyen, továbbá az iránymeghatározás ne igényeljen semmiféle többletintézkedést.It is also an objective that the structure used to carry out the process can be economically manufactured and easily installed, and that no additional effort is required in determining the direction.
A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy ha az önmagában ismert kódtárcsára, vagy kódlécre fókuszfelület két oldalán a kívánt felbontóképességhez igazodó osztásjeleket viszünk fel, majd tükröző felülettel vonjukbe és védőréteggel zárjuk le, ezután az igy kialakított kódtárcsát, vagy kódlécet a CD-technikából ismert módon lézersugarakkal világítjuk meg, akkor a visszavert sugarak feldolgozásával a kívánt pontossággal határozhatók meg az elmozdulás abszolút értéke és iránya is.The inventive idea is based on the discovery that by applying graduation marks on both sides of a focal surface known per se to a code dial or code bar, then covering it with a reflective surface and sealing it with a protective layer, thus forming a known code dial or code bar. In the same way, by illuminating with laser beams, the absolute value and direction of the displacement can be determined by processing the reflected beams with the desired accuracy.
A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti helyzetmeghatározó eljárás, elsősorban robotikában, szerszámgéptechnikában és mérőgépekben való alkalmazáshoz, - amelynek során valamely koordináta mentén meghatározzuk az elmozdulás mértékét és irányát, - azon alapul, hogy önmagában ismert kód • · · ·In accordance with its object, the positioning method according to the invention, particularly for use in robotics, machine tool engineering and measuring machines, which involves determining the extent and direction of displacement along a coordinate, is based on a code known in the art.
- 4 tárcsát, vagy kódlécet fókuszfelülettel és célszerűen két görbe mentén osztásjelekkel látjuk el, ezután tükröző felülettel vonjuk be és védőréteggel zárjuk le, majd az igy elkészített kódtárcsát, vagy kódlécet a helyzetmeghatározás helyére szereljük, ahol önmagában ismert módon, fókuszált lézerfény jelolvasó sugarakkal világítjuk meg, a visszavert jeleket detektáljuk, a detektált jelek fázisának összehasonlításával pedig egyrészt az elmozdulás mértékére jellemző impulzussorozatot, pásrészt az elmozdulás irányát meghatározó jelet állítunk elő.- 4 discs or code strips are provided with a focal surface, preferably with dividing marks along two curves, then coated with a reflective surface and sealed with a protective layer; , the reflected signals are detected, and by comparing the phase of the detected signals, a series of pulses typical of the degree of displacement and a signal defining the direction of the displacement are produced.
A találmány további ismérve lehet, hogy az osztásjeleket a fókuszfelület két oldala mentén egymáshoz képest 9o°-al eltolva visszük fel, a jelolvasó sugarakat pedig az osztásjelek fölött azonos tengely mentén vezetjük.A further feature of the invention may be that the scatter marks are applied offset to each other by 90 degrees along two sides of the focus surface, and the scanner beams are directed along the same axis above the scatter marks.
Egy másik foganatosítási módnál az osztásjeleket a fókuszfelület két oldala mentén egymással párhuzamosan visszük fel, a jelolvasó sugarakat pedig az osztásjelek fölött 9o°-al eltolva vezetjük.In another embodiment, the division marks are applied parallel to each other on both sides of the focus surface, and the scanner beams are offset by 9o ° above the division marks.
A találmány szerinti helyzetmeghatározó szerkezet, elsősorban robotikában, szerszámgéptechnikában és mérőgépekben való alkalmazáshoz, - amely kódtárcsát vagy kódlécet, továbbá jelforrást és érzékelőt, valamint az érzékelőhöz kapcsolt feldolgozó egységet tartalmaz, - oly módon van kialakítva, hogy a kódtárcsa vagy a kódléc hordozója fókuszfelülettel és célszerűen két görbe mentén osztásjelekkel van ellátva, amelyek tükröző felülettel vannak bevonva és védőréteggel vannak lezárva, a jelforrást és az érzékelőt önmagában ismert háromsugaras lézer optikai fej alkotja, a feldolgozó egység fázisdetektorral, impulzusformáló áramkörrel, továbbá szervo áram • · · · ·· ··· ♦·· körrel van ellátva, a lézer optikai fej detektorainak kimenetei a fázisdetektor bemenetelhez vannak kapcsolva, a fázisdetektor kimenetei egyrészt az impulzusformáló áramkör bemenetéivel, másrészt a szervo áramkör bemenetével van összekapcsolva, a helyzetmeghatározó szerkezet kimeneteit pedig az impulzusformáló áramkör elmozdulás kimenete és irány kimenete alkotja .The positioning device of the present invention, for use primarily in robotics, machine tool engineering and measuring machines, comprising a code dial or code bar, and a source and sensor, as well as a processing unit associated with the sensor, is designed such that the code dial or code carrier it is divided into two curves, which are covered with a reflective surface and sealed with a protective layer, the signal source and the sensor consist of a well-known three-beam laser optical head, a processing unit with a phase detector, a pulse shaping circuit and a servo current. ♦ ·· Circled, laser optical head detector outputs connected to phase detector input, phase detector outputs on both pulse generator circuit inputs and servo circuit inputs The outputs of the positioning device are formed by the motion output and direction output of the pulse generating circuit.
Egy célszerű kiviteli alaknál az osztásjelek a fókuszfelület két oldala mentén egymáshoz képest 9o°-al eltolva vannak kialakítva, a jelolvasó sugarak pedig azonos tengely mentén helyezkednek el.In a preferred embodiment, the dividing marks are offset by 9o with respect to both sides of the focus surface, and the scanner beams are located along the same axis.
Egy másik kiviteli alaknál az osztásjelek a fókuszfelület két oldala mentén egymással párhuzamosan vannak kialakítva, a jelolvasó sugarak pedig egymáshoz képest 9o°-al eltolva helyezkednek el.In another embodiment, the division marks are formed parallel to each other on both sides of the focus surface, and the scanner beams are offset by 9 °.
További kiviteli alaknál a szervo áramkör fókusz szervo áramkört és nyomkövető szervo áramkört tartalmaz, az egyes osztásjeleknek az elmozdulás irányára merőleges kiterjedése célszerűen o,6 /r, az elmozdulás irányával megegyező kiterjedése o,8-l yi, a köztük lévő távolság pedig ugyancsak o,8-l /x között van.In a further embodiment, the servo circuit comprises a focus servo circuit and a tracking servo circuit, preferably each of the pitch marks is perpendicular to the displacement direction, o, 6 / r, and the distance between them is o, 8-li, and the distance between them is also o, It is between 8 and 1 x.
Ugyancsak lehetséges kiviteli alaknál az osztásjelek a fókuszfelület két oldala mentén egymással párhuzamosan vannak kialakítva, az egyes osztásjeleknek az elmozdulás irányára merőleges kiterjedése 2o-25 /1, az elmozdulás irányával megegyező kiterjedése o,5 μ, az egyes osztásjelek közti távolság μ, a jelolvasó sugarak egymáshoz képest 9o°-al eltolva he- • · · · · k » • · · · · • · · · · · • · · · « · · ♦ · ·*· lyezkednek el, a szervo áramkör pedig fókusz szervo áramkörrel van ellátva.In an alternate embodiment, the pitch marks are formed parallel to each other on the two faces of the focus surface, each of the pitch marks being perpendicular to the direction of displacement is 2o-25/1, the dimension extending o is 5 μ, the distance between each pitch is μ, offset 9o ° relative to one another, and the servo circuit is in focus with the servo circuit provided.
A találmány szerinti helyzetmeghatározó eljárás és szerkezet több előnyös tulajdonsággal rendelkezik. Ezek közül a leglényegesebb, hogy alkalmazásával az ismert megoldásokénál nagyobb felbontóképesség érhető el, ugyanakkor azonban nem szükséges a nagy felbontóképességhez tartozó igen kis méretű és ezáltal a mechanikai behatásokra érzékeny nyílások létrehozása .The positioning method and structure of the present invention have several advantageous properties. The most important of these is that it achieves a higher resolution than the known solutions, but it is not necessary to create very small apertures for high resolution and thus susceptible to mechanical stress.
Előnyös az is, hogy a kódléc vagy a kódtárcsa a CD-technikából ismert eljárásokkal és gyártóberendezésekkel létrehozható, jelforrásként és érzékelőként pedig a CD-lejátszók lézer optikai feje alkalmazható.It is also advantageous that the code strip or the code dial can be created using techniques and production equipment known in the art of CD technology, and the laser optical head of CD players can be used as a source and sensor.
Ugyancsak kedvező az is, hogy a jelfoldolgozás során mind az elmozdulás mértékére, mind az irányára jellemző adatok előállithatók, igy alkalmazása külön irány jeladót nem igényel.It is also advantageous that during the signal processing both the displacement and direction data can be generated, so its application does not require a separate direction transmitter.
A találmányt kiviteli példa kapcsán, rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A mellékelt rajzokon azThe invention will now be described in more detail with reference to the drawings. The attached drawings show
1. ábra a találmány szerinti helyzetmeghatározó szerkezet kódtárcsájának egy lehetséges kiviteli alakja, aFigure 1 is a possible embodiment of the coding disc of the positioning device according to the invention, a
2. ábra az 1. ábra szerinti kódtárcsa metszetének az osztásjeleket tartalmazó részlete, aFigure 2 is a fragmentary sectional view of the code dial of Figure 1, a
3. ábra a kódtárcsa egy másik kiviteli alakja, aFigure 3 is another embodiment of the code dial, a
4. ábra a kódtárcsa egy további lehetséges kiviteli alakja, azFIG. 4 is a further embodiment of the code dial, FIG
5. ábra a helyzetmeghatározó szerkezet egy lehetséges kiviteli alakjának vázlatos felépítése, a • · • ·Figure 5 is a schematic diagram of a possible embodiment of the positioning device,
6. ábra a feldolgozó egység jelalakjai.Figure 6: Signal shapes of the processing unit.
Az 1. ábrán a találmány szerinti helyzetmeghatározó szerkezet la kódtárcsájának egy lehetséges kiviteli alakját, a 2. ábrán pedig a metszetének a 131, 141 osztásjeleket tartalmazó részletét szemléltettük. Az la kódtárcsa 11 hordozója a fókuszfelülettel van ellátva.Figure 1 illustrates a possible embodiment of the coding disk la of the positioning device according to the invention, and Figure 2 shows a sectional view of the section containing the division symbols 131, 141. The carrier 11 of the code wheel la is provided with a focus surface.
A 12 fókuszfelület két oldalánál a 13 első görbe mentén a 131 osztásjelek, a 14 második görbe mentén pedig aAt both sides of the focal surface 12, the division marks 131 along the first curve 13, and
141 osztásjelek vannak kialakítva. Ennél a kiviteli alaknál a 131,141 osztásjeleknek az elmozdulás irányára merőlegesa kiterjedése o,6 /r, az elmozdulás irányával megegyezőb kiterjedése pedig ο,θ μ és 1 /l között van. A 131,141 osztásjelek egymástól valóA távolsága célszerűen ugyancsak o,8-l/i közötti. A 131,141 osztásjelek mélysége a 22,23 jelolvasó sugarak hullámhosszához igazodik, előnyösen annak negyede.The dots 141 are formed. In this embodiment, the size of the division marks 131,141 perpendicular to the direction of displacement is between o, 6 / r, and the area corresponding to the direction of displacement is between ο, θ μ and 1 / l. The distance A between the 131,141 marks is also preferably between 0.18 and 1. The depth of the dots 131,141 is adapted to the wavelength of the scanner beams 22,23, preferably a quarter thereof.
A 131,141 osztásjelekkel ellátott 11 hordozó a 15 tükröző felülettel van bevonva és a 16 védőréteggel van lezárva.The substrate 11, which is divided by the index marks 131,141, is coated with the reflecting surface 15 and sealed with the protective layer 16.
A 3. ábra szerinti kiviteli alak abban különbözik azThe embodiment of Figure 3 differs therein
1. ábra kiviteli alaktól, hogy a 13 első görbén lévő 131 osztásjelekhez képest a 14 második görbén lévő 141 osztásjelek egymáshoz képest 9o°-al el vannak tolva.1 shows that the division marks 141 on the second curve 14 are offset by 90 ° relative to the division marks 131 on the first curve 13.
Az 1. és 3. ábrákon feltüntettük a 21 fókuszsugár és a 22 első jelolvasó sugár, valamint a 23 második jelolvasó sugár helyzetét is. Az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál a 22 első- és a 23 második jelolvasó sugár egymáshoz képest 9o°-al el van tolva, azaz amikor a 22 első jelolvasó sugár teljes felületével fedi a 13 első görbén lévő 131 osztásjelet,Figures 1 and 3 also show the positions of the focus beam 21 and the first scanner beam 22 and the second scanner beam 23. In the embodiment of Figure 1, the first scanner beam 22 and the second scanner beam 23 are offset relative to each other by 90 degrees, i.e., when the first scanner beam 22 overlaps the pitch 131 on the first curve 13,
- 8 akkor a 23 második jelolvasó sugár a 14 második görbén lévő8 then the second scanner beam 23 is located on the second curve 14
141 osztásjelnek csak a fele felületét takarja el.It covers only half the surface of the 141 division marks.
A 2. ábra szerinti kiviteli alaknál a 22 első- és a második jelolvasó sugarak azonos tengely mentén helyezkednek el, azonban a 131 és 141 osztásjelek 9o°-os eltolása miatt mig a 22 első jelolvasó sugár teljes terjedelmében fedi aIn the embodiment of Fig. 2, the first and second scanner rays 22 are disposed along the same axis, but because of a 90 ° offset of the division marks 131 and 141, the first scanner beam 22 covers the entire
131 osztásjelet, addig a 23 második jelolvasó sugár a 141 osztásjelnek csak a fele felületét takarja el.The second scanner beam 23 covers only half the surface of the scanner 141.
A 4. ábra egy további lehetséges kiviteli alakra mutat példát, ahol a 131 és a 141 osztásjelek a 12 fókuszfelület két oldala mentén lévő 13 első- és 14 második görbe vonalában egymással párhuzamosan helyezkednek el. A 131,141 osztásjeleknek az elmozdulásirányu a kiterjedése o,5 μ, az elmozdulás irányára merőleges b kiterjedése 2o-25 μ, a köztük lévő A távolság pedig 1 μ. A 12 fókuszfelület B szélessége előnyösen 5 μ.Fig. 4 shows an example of a further embodiment, wherein the division marks 131 and 141 are parallel to each other on the lines of the first and second curves 13 along two sides of the focus surface 12. The displacements 131,141 have a displacement direction of o, 5 μ, a displacement b of 2 ° to 25 μ and a distance A of 1 μ. Preferably, the width B of the focus surface 12 is 5 µ.
Ennél a kiviteli alaknál is feltüntettük a 21 fókuszsugarat, valamint a 22 első jelolvasó sugarat és a 23 második jelolvasó sugarat. A 22 első jelolvasó sugár és a 23 második jelolvasó sugár - hasonlóan az 1. ábra kapcsán ismertetettekkel egymáshoz képest 9o°-al el van tolva.Also in this embodiment, the focus beam 21, the first scanner beam 22 and the second scanner beam 23 are indicated. The first scanner beam 22 and the second scanner beam 23 are similarly offset by 90 ° relative to each other as described in FIG.
Az 5. ábrán a találmány szerinti helyzetmeghatározó szerkezet egy lehetséges kiviteli alakjának vázlatos felépítését szemléltettük. Az la kódtárcsa az elforduló alkatrészhez van erősítve. Az la kódtárcsának a 131,141 osztásjelekkel ellátott felületével szemben a 2 lézer optikai fej helyezkedik el, amely a 21 fókuszsugarat, a 22 első- és a 23 második jelolvasó sugarat bocsájtja ki a 26 jeladó utján. A 2 lézer opti • · · ·· • · · · · · e · · · • · ··· ··· kai fej ezentúl a 24 első detektorral és a 25 második detektorral is el van látva.Figure 5 is a schematic diagram of an embodiment of the positioning device according to the invention. The code wheel la is attached to the pivoting part. Opposite to the surface of the coding disk la, which is divided by the notches 131,141, is a laser optical head 2 which emits a focus beam 21, a first reading beam 22 and a second reading beam 22 through the transmitter 26. The laser 2 is now equipped with an optical head 24 and a first detector 24, as well as a second detector 25.
A 3 feldolgozó egység a 31 fázisdetektort, a 32 impulzusformáló áramkört, valamint a 33 szervo áramkört tartalmazza. A 31 fázisdetektor bemenetel a 2 lézer optikai fej a 24 elsőés 25 második detektorainak a kimeneteivel, kimenetei pedig a 32 impulzusformáló áramkör bemenetéivel vannak összekötve. A 31 fázisdetektor további kimenete a 33 szervo áramkör bemenetéhez csatlakozik.The processing unit 3 comprises a phase detector 31, a pulse shaping circuit 32 and a servo circuit 33. The phase detector input 31 is connected to the outputs of the laser optical head 2 and the outputs of the first and second detectors 24 and 25, respectively, and its outputs are connected to the inputs of the pulse generator circuit 32. A further output of the phase detector 31 is connected to the input of the servo circuit 33.
A 33 szervo áramkör az 1. és 3. ábrákon bemutatott kiviteli alakok esetén a 331 fókusz szervo áramkörrel és a 332 nyomkövető szervo áramkörrel rendelkezik, mig a 4. ábra szerinti kiviteli alaknál csupán a 331 fókusz szervo áramkört tartalmazza. A 33 szervo áramkör kimenetei a 2 lézer optikai fejhez csatlakoznak.In the embodiments shown in Figures 1 and 3, the servo circuit 33 has a focus servo circuit 331 and a tracking servo circuit 332, whereas in the embodiment of Fig. 4, only the focus servo circuit 331 is provided. The outputs of the servo circuit 33 are connected to the laser optical head 2.
A helyzetmeghatározó szerkezet kimeneteit a 3 feldolgozó egység 32 impulzusformáló áramkörének 321 elmozdulás kimenete és 322 irány kimenete alkotja.The outputs of the positioning mechanism are formed by the displacement output 321 and the direction output 322 of the pulse forming circuit 32 of the processing unit 3.
A fentiekben ismertett helyzetmeghatározó szerkezet a a találmány szerinti eljárást az alábbiak szerint valósítja meg:The positioning device described above implements the method of the present invention as follows:
Az elmozduló szervhez rögzített la kódtárcsa mozog a 2 lézer optikai fej előtt. A 2 lézer optikai fej 26 jeladója a 21 fókuszsugarat, valamint a 22 első jelolvasó sugarat és a 23 második jelolvasó sugarat bocsájtja ki.The code wheel la attached to the movable organ moves in front of the laser optical head 2. The transducer 26 of the laser optical head 2 emits the focus beam 21 as well as the first scanner beam 22 and the second scanner beam 23.
A visszavert sugarakat a 24 első detektor és a 25 második detektor érzékeli, az érzékelt jeleket pedig a 3 feldolgozó egység alakítja át kimeneti jelekké.The reflected rays are detected by the first detector 24 and the second detector 25, and the detected signals are converted by the processing unit 3 into output signals.
·· ···♦ • · · • · · ·· • * ··· ··· ♦ • · · · · · · · · ·
ΙοΙο
A 3 feldolgozó egység működését a 6. ábra szerinti jelalakok segítségével mutatjuk be. A 6. ábra az 1. ábra szerinti la kódtárcsa által szolgáltatott jeleket szemlélteti. A 22 első jelolvasó sugárból a 24 első detektor által előállított jel alakja az F görbén, mig a 23 második jelolvasó sugárból a 25 második detektor által szolgáltatott jel alakja az E görbén látható. Ezek a görbék abban az esetben jönnek létre, ha az la kódtárcsa jóbbról balra mutató irányba mozdul el, a lézersugár irányából szemlélve.The operation of the processing unit 3 is illustrated by the waveforms of Figure 6. Figure 6 illustrates the signals provided by the code dial 1a of Figure 1. The shape of the signal generated by the first detector beam 22 from the first reader beam 22 is plotted on the curve F, while the signal provided by the second detector 25 from the second reader beam 23 is shown on the curve E. These curves are generated when the code wheel la moves from right to left as viewed from the laser beam.
A 31 fázisdetektor az F és az E görbe szerinti jelek fázisát összehasonlítva az U. . diagram szerinti impulklelm zussorozatot és az U. . diagram szerinti jelet állítja irány elő. A feldolgozás során lehetőség van a fázisdetektálás finomításával az la kódtárcsára felvitt 131,141 osztásjelek felbontásánál akár egy nagyságrenddel finomabb felbonáts elérésére is.The phase detector 31 compares the phase of the signals according to curves F and E according to U. kl pulse diagram of elm and U. zussorozatot. generates directional signal. During processing, it is possible to achieve sub-resolution more than one order of magnitude greater than the resolution of the 131,141 split marks applied to the code disk by refining the phase detection.
A 22 első jelolvasó sugár és a 23 második jelolvasó sugár helyzetének a 131, 141 osztásjelek felett való tartását a 33 szervo áramkör 331 fókusz szervo áramköre és a 332 nyomkövető szervo áramköre teszi lehetővé. A 4. ábra szerinti kiviteli alaknál a 131, 141 osztásjelek nagyobb szélessége miatt a 332 nyomkövető szervo áramkörre nincs szükség, ami az alkalmazást egyszerűsíti és ezáltal a hibalehetőségeket csökkenti .Maintaining the position of the first scanner beam 22 and the second scanner beam 23 above the division marks 131, 141 is made possible by the servo circuit 331 of the servo circuit 33 and the servo circuit 332 of the tracking servo. In the embodiment of Figure 4, due to the larger width of the split marks 131, 141, the tracking servo circuit 332 is not required, which simplifies the application and thus reduces the likelihood of error.
A találmány szerinti helyzetmeghatározó eljárás és szerkezet előnyösen alkalmazható robotok, mérőgépek és szerszámgépek tengelyeinek nagypontosságu elmozdulásmérésére, de felhasználási köre a hagyományos jeladók teljes alkalmazási körére kiterjeszthető.The positioning method and structure of the present invention are advantageously applicable to high-precision displacement measurement of axes of robots, measuring machines and machine tools, but can be extended to the full scope of conventional encoders.
Claims (8)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU228088A HUT50966A (en) | 1988-05-05 | 1988-05-05 | Method for determining position and construction for carrying out thereof |
| PCT/HU1989/000018 WO1989011081A1 (en) | 1988-05-05 | 1989-05-04 | Localization process and device for implementing said process |
| EP19890905460 EP0378600A1 (en) | 1988-05-05 | 1989-05-04 | Localization process and device for implementing said process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU228088A HUT50966A (en) | 1988-05-05 | 1988-05-05 | Method for determining position and construction for carrying out thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT50966A true HUT50966A (en) | 1990-03-28 |
Family
ID=10958663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU228088A HUT50966A (en) | 1988-05-05 | 1988-05-05 | Method for determining position and construction for carrying out thereof |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0378600A1 (en) |
| HU (1) | HUT50966A (en) |
| WO (1) | WO1989011081A1 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1014748B (en) * | 1953-09-05 | 1957-08-29 | Bizerba Waagenfabrik Wilhelm K | Device for measuring the distances or angles traveled by a body |
| DE1548867A1 (en) * | 1966-08-13 | 1970-04-09 | Wenczler & Heidenhain | Arrangement for determining the position of an object |
-
1988
- 1988-05-05 HU HU228088A patent/HUT50966A/en unknown
-
1989
- 1989-05-04 WO PCT/HU1989/000018 patent/WO1989011081A1/en not_active Application Discontinuation
- 1989-05-04 EP EP19890905460 patent/EP0378600A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1989011081A1 (en) | 1989-11-16 |
| EP0378600A1 (en) | 1990-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7538312B2 (en) | Method for determining the position of a first moving component relatively to a second component and device for applying said method | |
| EP0577104B1 (en) | High resolution optical hybrid digital-analog position encoder | |
| US7141780B2 (en) | Position determination system for determining the position of one relatively moveable part relative to another relatively movable part | |
| US4602242A (en) | Encoder for photoelectric measuring devices | |
| US5026985A (en) | Method and apparatus for detecting a reference position of a rotating scale with two sensors | |
| EP2295940B1 (en) | Optical encoder for obtaining displacement information of object | |
| US7903262B2 (en) | Optical position measuring arrangement | |
| JPH0410976B2 (en) | ||
| US7586621B2 (en) | Displacement-measuring optical scale and optical encoder using same | |
| US7842913B2 (en) | Method for determining the position of a first moving component relative to a second component and device for applying said method | |
| CN110440688B (en) | Absolute grating ruler reference position measuring method and system | |
| CN106767962A (en) | Differential type photoelectric encoder and position judging method | |
| US5825023A (en) | Auto focus laser encoder having three light beams and a reflective grating | |
| EP0638810A1 (en) | Encoder element | |
| US4733069A (en) | Position encoder using a laser scan beam | |
| US5182613A (en) | Position detecting apparatus generating periodic detection signals having equal third and fifth harmonic components | |
| HUT50966A (en) | Method for determining position and construction for carrying out thereof | |
| US5497226A (en) | Quadrature diffractive encoder | |
| US20040012793A1 (en) | Optical transmitter element and positioning device | |
| JP2697159B2 (en) | Absolute position detector | |
| JP4332514B2 (en) | Encoder code plate, encoder, mold manufacturing method for encoder code plate, mold for encoder code plate, and manufacturing method of encoder code plate | |
| JPS60100013A (en) | Apparatus for detection of rotation | |
| JP4266105B2 (en) | Origin setting type linear scale | |
| WO1997005456A1 (en) | Compact disc based high-precision optical shaft encoder | |
| JP2585857B2 (en) | Position detection device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFD9 | Temporary prot. cancelled due to non-payment of fee |