SE457382B

SE457382B - DEVICE FOR POSITION DETERMINATION OF TWO IN CONDUCTING TO EACH OTHER A COURSE REFERENCE OBJECTED

Info

Publication number: SE457382B
Application number: SE8502023A
Authority: SE
Inventors: L Lindholm
Original assignee: Sitek Lab Ab
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1988-12-19
Also published as: SE8502023L; SE8502023D0; JPS61292512A

Description

457 382 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att anvisa en an- ordning för positionsbestämning, medelst vilken det blir möjligt att uppnå en absolut positionsbestämning. Detta innebär, att man inte behöver utnyttja en referens- eller 0-punkt. Anordningen enligt upp- finningen kan arbeta med mycket hög hastighet för uppnående av en snabb positionsbestämning. Positionsbestämningar kan göras med stor noggrannhet, eftersom det i en anordning enligt föreliggande uppfin- ning inte finns någon tendens att addera mätosäkerheter på det sätt, vilket är fallet vid anordningar för relativa positionsbestämníngar. The object of the present invention is to provide a device for position determination, by means of which it becomes possible to achieve an absolute position determination. This means that you do not need to use a reference or 0 point. The device according to the invention can operate at a very high speed in order to achieve a fast position determination. Position determinations can be made with great accuracy, since in a device according to the present invention there is no tendency to add measurement uncertainties in that way, which is the case with devices for relative position determinations.

Dessutom kan man utnyttja den absoluta positionsbestämningen enligt uppfinningen för att kompensera för temperaturutvidgningar eller liknande hos de i anordningen ingående komponenterna. Dessa ändamål uppnås enligt uppfinningen medelst en anordning, som utmärkes av det som framgår av efterföljande krav.In addition, the absolute position determination according to the invention can be used to compensate for temperature expansions or the like of the components included in the device. These objects are achieved according to the invention by means of a device which is characterized by what appears from the following claims.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hän- visning till bifogade ritningar, varå fig. 1 är en perspektivvy av en anordning enligt uppfinningen och fig. 2 är en planvy av samma anordning. Fig. 3 och 4 är en perspektivvy resp. en planvy av ett annat utföringsexempel på uppfinningen. Fig. 5 är en principiell vy av ytterligare en utföringsform av uppfinningen.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a perspective view of a device according to the invention and Fig. 2 is a plan view of the same device. Figs. 3 and 4 are a perspective view and a plan view of another embodiment of the invention. Fig. 5 is a principal view of a further embodiment of the invention.

Anordningen enligt uppfinningen omfattar en signalgivare 10 i form av en långsträckt, relativt smal platta eller liknande, som är rörlig mellan en detektor'12 och en ljuskälla 14, vilka är anord- nade i ett ok 16. Signalgivaren 10 är utformad med ett'antal hål 18 för genomsläppande av ljus från ljuskällan 14 och bildande av sig- naler. För bildande av dessa signaler är hålen anordnade i grupper 20, så att varje lodrät (enligt fig. 1) grupp av hål får ett karak- teristiskt utseende. På detta sätt bildas individuellt kodade sig- naler medelst signalgivaren 10.The device according to the invention comprises a signal transmitter 10 in the form of an elongate, relatively narrow plate or the like, which is movable between a detector 12 and a light source 14, which are arranged in a yoke 16. The signal sensor 10 is formed with a number hole 18 for transmitting light from the light source 14 and generating signals. To form these signals, the holes are arranged in groups 20, so that each vertical (according to Fig. 1) group of holes has a characteristic appearance. In this way, individually coded signals are formed by means of the signal transmitter 10.

Såsom framgår av fig. 1 och 2 är avståndet mellan de signa- lerna bildande grupperna av hål 18 något mindre än bredden av detek- torn 12 (och strålkällan 14). På detta sätt uppnås att åtminstone en signal hela tiden känns av medelst detektorn 12. Denna kommer att få en ny signal inom sitt avkänningsområde, innan kontakten med en tidigare avkänd signal upphör. 1 .¥ E 457 322 De individuellt kodade signalerna medför, att det blir möj- ligt att göra en absolut lägesbestämning av signalgivaren. Den kon- tinuerliga avkänningen av åtminstone en signal möjliggör att det medelst detektorn alltid blir möjligt att göra en korrekt positions- bestämning av signalgivaren 10 och detektorn 12 relativt varandra.As shown in Figs. 1 and 2, the distance between the signal forming groups of holes 18 is slightly smaller than the width of the detector 12 (and the radiation source 14). In this way it is achieved that at least one signal is constantly sensed by means of the detector 12. This will receive a new signal within its sensing range, before the contact with a previously sensed signal ceases. The individually coded signals make it possible to make an absolute position determination of the signal transmitter. The continuous sensing of at least one signal enables the detector to always make a correct position determination of the signal sensor 10 and the detector 12 relative to each other.

I fig. 3 visas en variant av uppfinningen. En signalgivare 30 har enligt denna utföringsform försetts med ett antal släpkontak- gter 32 (motsvarande hålen 18),medelst vilkade olika signalerna bil- das. Släpkontakterna 32 är anslutna till en strömkälla och detektorn utgöres aven potentiometer.Fig. 3 shows a variant of the invention. According to this embodiment, a signal transmitter 30 is provided with a number of trailing contact contacts 32 (corresponding to the holes 18), by means of which the different signals are formed. The trailer contacts 32 are connected to a power source and the detector is also a potentiometer.

Ett stort antal andra utföringsformer av uppfinningen är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav. Signalgivaren kan utgöras av en ljuskälla eller en ljusmodulator. Den kan omfatta släpkontakter eller andra elektriska kontakter. Det är även tänkbart att utnyttja olika typer av strålningsgivare, vilka kan vara anord- nade att alstra exempelvis röntgenstrålning eller annan elektromag- netisk strålning. Signalgivaren kan utgöras av en kondensators ena belägg.A large number of other embodiments of the invention are conceivable within the scope of the appended claims. The signal transmitter can be a light source or a light modulator. It can include trailer connectors or other electrical connectors. It is also conceivable to use different types of radiation sensors, which may be arranged to generate, for example, X-ray radiation or other electromagnetic radiation. The signal transmitter can be one of the capacitors of a capacitor.

Detektorn är anpassad till signalgivaren och utgörs således av en positionskänslig optisk avkännare i det fall, att signalgiva- ren består av en ljuskälla eller ljusmodulator. För avkänning av en elektrisk signalkälla användes lämpligen en positionskänslig poten- tiometer. Elektromagnetisk strålning avkännes av en positionskänsf lig strålningsdetektor. .I det fallet att signalgivaren består av ett kondensatorbelägg består detektorn av det andra belägget.The detector is adapted to the signal sensor and thus consists of a position-sensitive optical sensor in the event that the signal sensor consists of a light source or light modulator. A position-sensitive potentiometer is suitably used for sensing an electrical signal source. Electromagnetic radiation is sensed by a position-sensitive radiation detector. In the case that the signal transmitter consists of one capacitor coating, the detector consists of the other coating.

Som exempel på en positionskänslig fotodetektor kan nämnas den i svenska patentet 388 684 beskrivna anordningen.An example of a position-sensitive photodetector is the device described in Swedish patent 388,684.

På ritningarna visas ett exempel på kodade signaler där de olika signalerna bildas av ljuspunkter, som har anordnats enligt ett visstgmönster. kodning av signalerna kan ske på åtskilliga andra sätt. Varje signal kan bestå av en enda delsignal, vilken anordnats i en specifik position längs en axel, som är skild från rörelseaxeln för den relativa rörelsen mellan signalgivaren och detektorn. 4s7'ss2 [ 4 Detektorn utgöres av en tvåaxlig positionskänslig detektor. Kod- ningsinfonmationen finns i detta fall i den axel, som avviker från rörelseaxeln.The drawings show an example of coded signals where the different signals are formed by light points, which have been arranged according to a certain pattern. coding of the signals can take place in several other ways. Each signal may consist of a single sub-signal, which is arranged in a specific position along an axis which is different from the axis of motion of the relative motion between the signal transmitter and the detector. 4s7'ss2 [4 The detector consists of a two-axis position-sensitive detector. The coding information is in this case in the axis which deviates from the axis of motion.

Det är även möjligt att koda signalerna genom att dessa tids- eller frekvensmultiplexmoduleras.It is also possible to encode the signals by modulating them over time or frequency.

I fig. 5 visas schematiskt ett exempel på hur en tids- eller frekvensmultiplexad anordning enligt uppfinningen fungerar. Enligt denna utföringsform kan de olika signalerna bildas genom att ljus- punkterna 40 ges var sin frekvens, varvid varje ljuspunktsignal kan utfiltreras ur den av detektorn mottagna signalen. På liknande sätt kan ljuspunkterna tändas och släckas i tur och ordning och genom att denna följd är i förväg bestämd kan diskrimination mellan de olika punkterna erhållas.Fig. 5 schematically shows an example of how a time or frequency multiplexed device according to the invention works. According to this embodiment, the different signals can be formed by giving the light points 40 their respective frequencies, whereby each light point signal can be filtered out from the signal received by the detector. In a similar way, the light points can be switched on and off in turn, and because this sequence is predetermined, discrimination between the different points can be obtained.

Claims

457 382 P A T E N T K R A V

Device for positioning two reference objects relative to each other along a predetermined path, one of which is provided with at least one signal sensor (10, 30, 40) and the other reference object is provided with a detector (12) for sensing of the signal from the signal transmitter (10, 30, 40), characterized in that the signal transmitter (10, 30, 40) is arranged to emit coded signals and that the detector (12) is arranged to decode one within the detector (12) existing range, determine the geometric position of this signal and that the position determining device is such that during the course of the position determination at each time at least one signal is within the measuring range of the detector (12).

Device according to claim 1, characterized in that the signal transmitter (40) is designed to encode the signals by giving each signal a certain frequency.

Device according to claim 1, characterized in that the signal transmitter (10, 40) is arranged to encode the signals by emitting them for a certain specific time sequence.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that each signal has a specific position along an axis which is different from the axis of motion of the relative motion between the reference objects.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that each signal consists of a number of sub-signals, the true setting of which constitutes the code of the individual signal.

6. * 6. A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the signal transmitter (10, 40) is constituted by a radiation source or a radiation modulator and that the detector (12) is constituted by a position-sensitive radiation detector. 457 382 G

Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the signal transmitter (30) is constituted by at least one trailer contact and that the detector (12) is constituted by a potentiometer path.