[发明专利]用于监控增量位置测量设备的位置信号的监控单元和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于监控增量位置测量设备的位置信号的监控单元以及方法。这样的监控单元或这种方法允许在位置测量设备中就已经识别出位置信号的误差。

背景技术

增量位置测量设备尤其是在机床的情况下和在自动化技术中广泛推广。增量位置测量设备用于确定两个彼此运动的对象的相对位置。在此，原则上对长度测量设备和角度测量设备进行区分。长度测量设备例如用于确定机床的两个彼此运动的机器部分的相对位置。为此，例如具有增量分度轨道（Inkrementalteilungsspur）的标尺形式的实物量具（Ma?verk?rperung）与两个对象中的一个连接并且扫描单元与两个对象中的另一个连接，从而通过扫描增量分度轨道来获得与位置有关的扫描信号，借助于这些扫描信号可以确定两个对象彼此沿着增量分度轨道运动的程度。

角度测量设备——也以旋转编码器（Drehgeber）的名称公知——按照相同的原理构造。但是在此，圆形圆盘代替标尺作为实物量具，在该圆形圆盘的周长上施加增量分度轨道。该圆盘抗扭地与要测量的轴连接，而扫描单元对此固定地安装。

位置信号的产生在此可以基于不同的物理扫描原理，例如光学的、磁的、电感的或者电容的。

在借助于扫描单元扫描周期性的增量分度轨道时，在输出侧产生至少两个彼此相移的、周期性的、模拟位置信号，对这些位置信号进行分析以确定增量分度轨道和扫描单元的相对位置。增量分度轨道和扫描单元优选被设计为使得位置信号在活动速度（Verfahrgeschwindigkeit）恒定时尽可能地是正弦形的。所述分析一方面通过对增量分度轨道的分度周期计数来进行，另一方面通过在分度周期内对周期性的位置信号进一步细分来进行。

特别成问题的是，当一个或多个位置信号的特性例如由于老化效应而改变时，位置信号的分析可能失败。这可能尤其是在位置信号的信号幅度变得较小或者出现偏移时发生。经常对于分析单元是困难的以或者甚至不可能的是确定，位置测量设备是否是损坏的或者在扫描单元与增量分度轨道之间是否实际上不存在相对运动。

发明内容

因此本发明的任务是，说明一种装置，利用该装置可以识别增量位置测量设备中的位置信号的误差。

该任务通过根据权利要求1的监控单元来解决。该监控单元的有利细节由从属于权利要求1的权利要求得出。

现在提出一种用于监控增量位置测量设备的位置信号的监控单元，在该监控单元处在输入侧施加至少两个位置信号，这些位置信号从借助于扫描单元对增量分度轨道的扫描中得到并且彼此有相移。所述监控单元包括信号运算单元和分析单元，利用该信号运算单元能从不同的位置信号中生成至少两个与位置有关的状态数据字，和所述状态数据字被输送给所述分析单元，其中通过比较状态数据字能确定无效的状态并且在所确定的无效状态的情况下能生成误差信号。

另外，本发明的任务是说明一种方法，利用该方法识别增量位置测量设备中的位置信号的误差。

该任务通过根据权利要求10所述的方法解决。该方法的有利细节由从属于权利要求10的权利要求中得出。

提出一种用于借助于监控单元来监控增量位置测量设备的位置信号的方法，在输入侧向所述监控单元输送至少两个位置信号，这些位置信号从借助于扫描单元对增量分度轨道的扫描中得到并且彼此有相移，其中所述方法具有下列步骤：

·在信号运算单元（Signalverknüpfungseinheit）中从不同的位置信号生成至少两个与位置有关的状态数据字，

·在分析单元中通过比较确定所述状态数据字的无效状态，以及

·在分析单元中在所确定的无效状态的情况下生成误差信号。

附图说明

本发明的其他优点以及详情从根据附图的以下描述中得出。在此

图1示出具有本发明监控单元的位置测量设备的第一实施例的框图，

图2示出具有本发明监控单元的位置测量设备的第二实施例的框图，和

图3示出具有本发明监控单元的位置测量设备的第三实施例的框图。

具体实施方式