JPH10307980A - 位置測定装置の種々のタイプの出力信号の間で切換を行う方法と装置 - Google Patents
位置測定装置の種々のタイプの出力信号の間で切換を行う方法と装置Info
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Abstract
を必要としない位置測定装置の異なったタイプの出力信
号の間の切換を行う方法および装置を提供する。 【解決手段】 位置測定装置100により異なった少な
くとも二つのタイプの出力信号を発生させ、信号伝送導
線A,B,Rで評価ユニット4に伝送し、評価ユニット
4側から伝送された一つまたはそれ以上の切換信号12
を用いて異なったタイプの出力信号の間の切換を行う、
位置測定装置100の異なったタイプの出力信号の間を
切り換える方法と装置にあって、少なくとも一つの切換
信号12を位置測定装置100の電源導線13で伝送で
きるように、位置測定装置100が評価ユニット4とし
ても形成されている。
Description
より異なった少なくとも二つのタイプの出力信号を発生
させ、信号伝送導線で評価ユニットに送り、評価ユニッ
ト側から送られた一つまたはそれ以上の切換信号を用い
て異なったタイプの出力信号の間の切換を行う、位置測
定装置の異なったタイプの出力信号の間を切り換える方
法およびその装置に関する。
は、目盛板の周期的な目盛を走査した時に発生する出力
信号を後置されている評価ユニットへ送るように、この
増分位置測定装置が設計されている。これ以外に、他の
範疇の増分位置測定装置も知られている。この装置で
は、位置測定装置の側で既にアナログ信号をデジルタ化
し、デジタル化された信号を矩形波形にして後置されて
いる評価ユニットへ送る。デジタル化された信号はTT
L信号あるいはHTL信号である。つまり、これ等の信
号の電圧レベルは異なっている。選択されたタイプの信
号伝送とこれに合った位置測定装置はそれぞれ評価ユニ
ットの要請に依存する。
常、一定のタイプのアナログまたはデジタル出力信号の
伝送のみが可能である。つまり、上に述べた種々の出力
信号のタイプのなかの一つだけが送られる。しかし、増
分位置測定装置で種々の出力信号のタイプを評価ユニッ
トの側で選択的に使用すると望ましい。デジタル出力信
号をTTLまたはHTLの形でそのまま送る場合、アナ
ログ信号の品質に関して出力された矩形波信号を検査す
ると時折困難が生じる。例えば、測定動作中にこの種の
位置測定装置の走査ユニットの側から問題が生じたら、
これは評価ユニットで送られる信号が欠落することでの
み分かる。更なる誤動作解析はただ走査ユニットに付い
て直接可能である。
の必要性は、この種の位置測定装置の調整時、あるい
は、この種の測定システムで場合によって必要な調整時
に生じる。出力側で矩形波信号のみ処理する場合には、
このために走査ユニット側でアナログ走査信号を検出す
る必要がある。これは、再び走査ユニット側で特定の介
入を必要とする。特に走査ユニットを開かなければなら
ない。
報には、増分位置測定装置で出力信号の特定なタイプを
選択的に設定することが提案されている。この場合、矩
形波信号の伝送の外に、アナログ走査信号の伝送も行わ
れている。出力信号の二つの異なったタイプの間での切
換は、評価ユニットから出力された切換信号により行わ
れる。この切換信号は独立した接続導線で送られる。位
置測定装置の提案されている態様の難点は、切換信号を
送るために独立した接続導線を必要とする点にある。
の形で、場合によって、選択的に出力する場合、位置測
定装置の種々の構造形状を小さくできる。この場合で
も、位置測定装置と評価ユニットの間の接続導線の数を
できる限り少なくすることが望ましい。
題は、切換信号を送るために独立した接続導線を必要と
しない、位置測定装置の異なったタイプの出力信号の間
の切換を行う方法および装置を提供することにある。
により、位置測定装置により異なった少なくとも二つの
タイプの出力信号を発生させ、信号伝送導線で評価ユニ
ットに送り、評価ユニット側から送られた一つまたはそ
れ以上の切換信号を用いて異なったタイプの出力信号の
間の切換を行う、位置測定装置の異なったタイプの出力
信号の間を切り換える方法にあって、少なくとも一つの
切換信号12の伝送を位置測定装置100の電源導線1
3で行うことによって解決されている。
置測定装置により異なった少なくとも二つのタイプの出
力信号を発生させ、信号伝送導線で評価ユニットに送
り、評価ユニット側から送られた一つまたはそれ以上の
切換信号を用いて異なったタイプの出力信号の間の切換
を行う、位置測定装置の異なったタイプの出力信号の間
を切り換える装置にあって、少なくとも一つの切換信号
12を位置測定装置100の電源導線13で送れるよう
に、位置測定装置100が評価ユニット4としても形成
されていることによって解決されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
線により、切換信号を送るために位置測定装置と評価ユ
ニットの間の接続部を使用する。即ち、独立した導線を
必要としない。従って、接続導線の本数に関して必要な
経費やそれ以外に必要となる改造が低減する。
る方法の有利な構成では、例えば電源導線により切換信
号を一定の期間および/または特定の周波数で変調し、
これを位置測定装置の側で確認する。その時、例えば出
力信号の種々のタイプに対して例えば異なった切換信号
を使用する。この種の信号により、使用する異なったタ
イプの出力信号の間の切換を行える。
たレベルの間、例えばHTL信号とTTL信号の間で望
ましい切換を行う場合、切換信号として直流電源の異な
ったレベルを使用することもできる。印加する電源電圧
の確認または検出したレベルに応じて、異なった信号レ
ベルの矩形波の出力信号を評価ユニットに送る。この発
明による装置のこの種の構成では、異なった電源電圧で
駆動できるように位置測定装置を設計する必要がある。
すべきことは、同じ位置測定装置の場合、必要に応じて
必要なタイプの出力信号が選択できるから、位置測定装
置の異なった構造形状の数を低減できる点にある。この
発明による装置あるいはこの発明による方法は、当然、
異なった測定システムに結び付けて使用される。
ら、この発明による装置やこの発明による方法の利点と
詳細を説明する。図1に示すこの実施例の増分位置測定
装置100には、目盛板の目盛1とこれに対して相対運
動する走査ユニット2とがある。目盛板の目盛1と走査
ユニット2が相対運動すると、信号発生ユニット3に周
期的に変調されたアナログ走査信号が発生する。これ等
の走査信号は位置測定のため後置されている評価ユニッ
ト4で更に処理される。信号発生ユニット3は好ましく
は 90 °互いに位相のずれた少なくとも二つのアナログ
出力信号5,6を出力する。これ等の出力信号は、目盛
板の目盛1と走査ユニット2の相対位置の外に、周知の
ように測定方向の弁別も可能にする。
査ユニット2は、例えば工作機械の相対運動する二つの
部品にそれぞれ接続されていて、これ等の部品の相対位
置が測定される。評価ユニット4としては、周知の工作
機械の数値制御部が機能する。増分位置測定装置100
は、この場合、種々の形に形成できる。つまり、アナロ
グ信号は、光学的、磁気的、誘導的あるいは容量的にも
発生させることができる。物理的な走査原理に応じて、
目盛板の目盛1や信号発生ユニット3も種々に形成され
る。例えば、磁気的な位置測定装置の場合、交互に磁化
された目盛板の目盛1を使用する。これに合った信号発
生ユニット3には、例えばホール素子または磁歪素子の
ような磁場に敏感な素子がある。これ等の素子は相対運
動する時に周期的に変調されたアナログ走査信号を出力
する。これに反して、光学位置測定装置では、反射式に
形成された目盛板の目盛1に交互に反射領域と非反射領
域が設けてある。信号発生ユニット3の側には、一つま
たはそれ以上の光源、および目盛板の目盛から反射した
ビーム束を検出するため光電検出素子が配置されてい
る。
す実施例の外に、回転測定システムもこの発明により構
成できることはもちろんである。信号発生ユニット3か
ら出力される 90 °互いに位相のずれ走査信号5,6
は、走査ユニット2の側で先ず信号発生ユニット3の出
力端の直ぐ後で取り出され、スイッチング・ユニット7
の入力端に達する。その外、スイッチング・ユニット7
の他の入力端には、デジタル化ユニット8によりデジタ
ル化された走査信号9,10も入力する。この場合、デ
ジタル化ユニット8は、周知のように構成され、アナロ
グ走査信号5,6を変換するため、適当な比較器と、見
通しを良くするため図1に図示していないそれ以外に部
品とを有する。
は印加する電源電圧に応じて異なった信号レベルのデジ
タル化された出力信号を発生するように構成されてい
る。従って、このデジタル化ユニット8は印加する電源
電圧のレベルに応じてTTLあるいはHTLの形の出力
信号を出力する。これ等の出力信号の間で以下に説明す
る処置により一定の切換が行われる。
5,6とデジタル化した走査信号9,10と共に、少な
くとも二つの異なったタイプの出力信号がスイッチング
・ユニット7の入力端に入力する。このスイッチング・
ユニット7により、評価ユニット4に送るべき少なくと
も二つの異なったタイプの出力信号の間の切換が可能で
ある。このため、スイッチング・ユニット7の出力端が
走査ユニット2と評価ユニット4の間にある少なくとも
二つの信号伝送導線A,Bに接続している。これ等の信
号伝送導線を介して出力信号5,6,9,10が次の処
理のために評価ユニット4の方向に送られる。この場
合、 90 °互いに位相のずれたアナログ走査信号5,6
の伝送や、位相のずれたデジタル化された走査信号9,
10の対応する伝送の外に、更に少なくとも二つの信号
伝送導線の一方Aでデジタル化された走査信号を送り、
他方の信号伝送導線Bで、デジタル化ユニット8により
発生させることのできる移動方向に関する信号を送るこ
とも可能である。
間の他の信号伝送導線Rは、図示する実施例の場合、信
号発生ユニット3で発生する基準パルス信号11を送る
ために使用されている。しかし、この発明の処置に関し
ては、この基準パルス信号11の伝送は重要でない。模
式図には、信号伝送導線A,B,Rは見通しを良くする
ためただ簡単に示してあるだけである。異なった信号伝
送導線A,B,Rで種々の位置データを送るため、アナ
ログあるいは既にデジタル化された走査信号5,6,
9,10および基準パルス信号11のそれぞれを送る以
外に、対応する反転信号の伝送も当然行える。この場
合、信号伝送導線の所要数は二倍になる。しかし、この
発明による処置に関しては、これも重要でない。
信号伝送導線A,Bで所望の切換を行うため、電源導線
13により評価ユニット2と位置測定装置100の間で
切換信号12を送ることが行われる。それ以外に、電源
導線13を介して位置測定装置100、即ち特に信号発
生ユニット3と後置されている種々の部品の電流ないし
は電圧の供給が行われる。走査ユニット2の通常の直流
電源の場合では、これには一般に二本の電源導線が必要
であるが、図1の場合、見通し良くするため電源導線1
3のうちの一本のみが記入されている。評価ユニット4
側には、走査ユニット2に電流や電圧を供給するため、
それに応じて電流・電圧供給ユニット14が配置されて
いる。
プの出力信号に応じて、多くの実施態様がある。可能な
実施例の場合、評価ユニット4の側で少なくとも一つの
電源導線13に切換信号12を発生させるため、切換信
号発生ユニット15が設けてある。このユニットを介し
て一つまたはそれ以上の特定な切換信号12が電源導線
13で変調される。この場合、異なった切換信号は異な
った期間および/または異なった周波数で特徴付けられ
ているので、使用する各タイプの出力信号に対して一定
の切換信号12が用意されている。
数の異なる別々の部分信号を有する、つまり、例えば切
換信号12が第一部分信号UTS1 (周波数f1 ;期間t
1 ),第二部分信号UTS2 (周波数f2 ;期間t2 )お
よび第三部分信号UTS3 (周波数f3 ;期間t3 )で構
成されている。切換信号発生ユニット15には、このよ
うに使用する切換信号12の場合、特に周波数発生器
(図示せず)がある。この周波数発生器を介して特定の
周波数と期間を持つ種々の部分信号を発生させることが
できる。
源導線13で送る切換信号12が他の形であってもよ
い。例えば、この発明は先に説明した切換信号12を発
生する実施態様に限定するものではない。例えば、上で
示したように、切換信号12として電源電圧の異なった
レベルを使用してもよい。印加されている電源電圧のレ
ベルに応じて、デジタル化ユニット8の中で異なった信
号レベルを持つデジタル化出力信号が発生する。例えば
TTL信号かHTL信号が発生する。これに応じて、切
換信号発生ユニット15を介して電流・電圧源ユニット
14に作用し、場合によって、電源電圧を可変できる。
を検出ないしは識別するため、そこに対応する識別ユニ
ット16が配置されている。この識別ユニットは、電源
導線13で送る切換信号12を識別し、走査ユニット2
の中で丁度動作しているタイプの出力信号を他のタイプ
の出力信号に切り換える。例えば、識別ユニット16に
より切換信号を変調する場合、この切換信号12を電源
導線13から対応する復調により取り出すことが行われ
る。識別ユニット16により対応する切換信号12を識
別した後、対応する切換信号18を発生し、スイッチン
グ・ユニット7に受け渡す。次いで、スイッチング・ユ
ニット7により、例えばアナログ走査信号5,6の出力
端からデジタル出力信号9,10の出力端に、前に既に
説明したように、切り換わる。
る方法の可能な構成では、切換を行った後、他の処置が
行われる。つまり、図1には評価ユニット4と走査ユニ
ット2あるいはデジタル化ユニット8の間の他の接続導
線17が破線で記入されている。このような接続導線1
7は、通常デジタル化した出力信号のみ出力する位置測
定装置に通常存在している。例えば光源に故障が生じ
て、信号発生ユニット3に誤動作が生じた場合、この接
続導線17を介して誤動作信号が評価ユニット4に伝達
される。その場合、規則正しいシステム状態は通常この
接続導線17で論理 "LOW "で示してあり、誤動作の
場合は論理 "HIGH" で指定されている。接続導線1
7では、位置測定装置100の一定のタイプの出力信号
の間の切換を行った後、確認信号が評価ユニット4に伝
達される。この確認信号に基づき評価ユニット4は望む
切換が行われ、データが信号伝送導線A,Bで他の形に
して送られたことを確認する。
的な構成は、当然、どのような形で切換信号12を電源
導線13で送るか、および主としてどんなタイプでどれ
だけ多くのタイプの出力信号を使用するかに依存してい
る。上で説明した形の切換信号12,即ち異なった周波
数の多数の部分信号から成る切換信号12を送る場合に
は、識別ユニット16がこの切換信号12を電源導線1
3から取り出し、所定の切換信号の形と比較していなけ
ればならない。所定の切換信号の形と一致していれば、
位置測定装置100をその時の望むタイプの出力信号に
切り換えるため、対応するスイッチング・ユニット7の
スイッチング信号18を発生させる。
形信号波形、例えばTTLレベルあるいはHTLレベル
の間の切換可能性のみがあるなら、識別ユニット16を
デジタル化ユニット8に組み込むことができる。印加さ
れている電源電圧のレベルに応じて、デジタル化ユニッ
ト8によりそれに合ったタイプの出力信号が発生する。
そうでなければ、識別ユニット16とデジタル化ユニッ
ト8の間にある破線の接続線により、他の電源電圧レベ
ルを検出する時に矩形波走査信号のレベルが異なってい
る場合、異なった矩形波信号を出力させるため、それに
合った信号をデジタル化ユニット8に送ることが示され
ている。
のタイプの出力信号を用いるなら、二つのタイプの出力
信号の各々に対する可能な実施態様でそれぞれ一つの特
定な切換信号12を使用でき、この切換信号12は切換
信号発生ユニット14により評価ユニット4の側で発生
せることができ、識別ユニット16により認識すること
ができる。これに応じて、当然、個別の出力信号の各タ
イプに対して多数のタイプの出力信号が用意されている
場合、異なった複数の切換信号12を電源導線13で送
ることができる。切換信号12をそれぞれ検出する場
合、評価ユニット4により要請されるタイプの出力信号
に切り換えることが行われる。
がある場合、ただ一つの切換信号12を用い、一方のタ
イプの出力信号から他方のタイプの出力信号へ切り換え
ることを望むなら、電源導線13を介して位置測定装置
100に送ることが同じように可能である。切換信号1
2を識別ユニット16で認識したら、他のタイプの出力
信号へ切り換えることが行われる。基本的には、二つの
以上のタイプの出力信号がある場合でも、特定の切換順
序を与えれば、ただ一つの切換信号12を用意するだけ
でもよい。
は、特に識別ユニット16が位置測定装置100の側で
比較的簡単に形成できる。例えば、印加電源電圧のレベ
ルによりTTLあるいはHTLの形にデジタル化された
走査信号の間の切換を望むなら、電流をスイッチ信号と
して検出するツナーダイオードを識別ユニット16とし
て使用できる。
置100の側でも説明した異なった部品の具体的な構成
に関して、対応する機能をソフトウェヤあるいはハード
ウェヤの形で実現できるような、多種多様な可能性があ
る。それ故、上に述べた説明は限定であると理解すべき
でなく、更に種々のユニットの機能やこの発明による作
用を先ず第一に説明したものである。
装置により、切換信号を送るために独立した接続導線を
必要としなく、位置測定装置の異なったタイプの出力信
号の間の切換が行える。
図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 位置測定装置により異なった少なくとも
二つのタイプの出力信号を発生させ、信号伝送導線で評
価ユニットに送り、評価ユニット側から送られた一つま
たはそれ以上の切換信号を用いて異なったタイプの出力
信号の間の切換を行う、位置測定装置の異なったタイプ
の出力信号の間を切り換える方法において、少なくとも
一つの切換信号(12)の伝送を位置測定装置(10
0)の電源導線(13)で行うことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 第一のタイプの出力信号としてアナログ
走査信号(5,6)を送り、第二のタイプの出力信号と
してデジタル化された矩形形の走査信号(9,10)を
送ることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 評価ユニット(4)の側では、少なくと
も一つの電源導線(13)で切換信号(12)が一定の
期間および/または一定の周波数で変調されていること
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 位置測定装置の側では、切換信号(1
2)の識別が識別ユニット(16)により行われ、この
識別ユニットは識別した切換信号(12)に応じて評価
ユニット(4)から送る出力信号のタイプを切り換える
スイッチ信号(18)を発生することを特徴とする請求
項3に記載の方法。 - 【請求項5】 スイッチ信号(18)は、異なったタイ
プの出力信号の間を切り換えできる位置測定装置(10
0)のスイッチング・ユニット(7)へ導入されること
を特徴とする請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 それぞれ一定のタイプの出力信号に対応
する異なった切換信号(12)を送れることを特徴とす
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 異なった二つのタイプの出力信号の間で
交互に切り換えできる一つの特定な切換信号(12)を
送れることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 異なったタイプの出力信号はそれぞれ同
じ信号導線(A,B)で位置測定装置(100)から評
価ユニット(4)に送られることを特徴とする請求項1
に記載の方法。 - 【請求項9】 異なったタイプの出力信号を切り換える
と、確認信号が位置測定装置から評価ユニット(4)に
送信され、これに基づき評価ユニット(4)は実行した
切換過程を認識することを特徴とする請求項1に記載の
方法。 - 【請求項10】 異なったタイプの出力信号として、信
号レベルの異なる少なくとも二つのタイプのデジタル化
された走査信号を送れることを特徴とする請求項1に記
載の方法。 - 【請求項11】 切換信号として電源電圧の異なったレ
ベルを使用することを特徴とする請求項10に記載の方
法。 - 【請求項12】 位置測定装置により異なった少なくと
も二つのタイプの出力信号を発生させ、信号伝送導線で
評価ユニットに送り、評価ユニット側から送られた一つ
またはそれ以上の切換信号を用いて異なったタイプの出
力信号の間の切換を行う、位置測定装置の異なったタイ
プの出力信号の間を切り換える装置において、少なくと
も一つの切換信号(12)を位置測定装置(100)の
電源導線(13)で送れるように、位置測定装置(10
0)が評価ユニット(4)としても形成されていること
を特徴とする装置。 - 【請求項13】 位置測定装置(100)はデジタル化
ユニット(8)を有し、このデジタル化ユニットにより
アナログ出力信号(5,6)から矩形波形のデジタル化
された出力信号(9,10)を発生できることを特徴と
する請求項12に記載の装置。 - 【請求項14】 評価ユニット(4)の側に切換信号発
生ユニット(15)が配置されていて、この切換信号発
生ユニットにより少なくとも一つの電源導線(13)で
切換信号(12)が一定の期間および/または一定の周
波数で変調されることを特徴とする請求項12に記載の
装置。 - 【請求項15】 切換信号発生ユニット(15)は周波
数発生器を有することを特徴とする請求項14に記載の
装置。 - 【請求項16】 位置測定装置(100)の側には、切
換信号(12)を識別する識別ユニット(16)が配置
されていて、この識別ユニットは識別した切換信号(1
2)に応じて送られた出力信号のタイプを切り換えるス
イッチ信号(18)を発生することを特徴とする請求項
14に記載の装置。 - 【請求項17】 位置測定装置(100)の側には、ス
イッチング・ユニット(7)が配置されていて、発生し
たスイッチ信号(18)がこのスイッチング・ユニット
へ導入され、このスイッチ信号により異なったタイプの
出力信号の間の切換が行えることを特徴とする請求項1
6に記載の装置。 - 【請求項18】 評価ユニット側には、電源ユニット
(14)が配置されていて、この電源ユニットにより位
置測定装置(100)へ直流の電流と電圧が供給される
ことを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項19】 位置測定装置(100)の側に配置さ
れているデジタル化ユニット(8)は、印加されている
電源電圧のレベルに応じ切換信号(12)として異なっ
た信号レベルのデジタル化された走査信号を発生するよ
うに形成されていることを特徴とする請求項13に記載
の装置。
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