[发明专利]用于确定绝对位置的线性位移测量装置以及线性导轨

说明书

用于确定绝对位置的线性位移测量装置(10)，包括线性轨道(30)，其包括沿纵方前后设置的多个轨道节(30a,30b)。每一轨道节具有实物量具(40a,40b)，其包括沿纵向延伸的至少一个增量轨迹(41.1)，并具有等距排列的定位标。除增量轨迹(41.1)外，其中一个轨道节(30a)的实物量具(40a)还具有用于编码多个绝对位置的定位标的绝对轨迹(45)。扫描器(50)沿所述轨道节移动并包括以第一传感器(51.1)、第二传感器(51.2)以及第三传感器(51.3)扫描实物量具(40a,40b)的传感装置。所述第一传感器和第二传感器在纵轴方向上相对于彼此偏移设置，并用于检测增量轨迹(41.1)的定位标。所述第三传感器检测其中一个轨道节(30a)的实物量具(40a)的绝对轨迹(45)的定位标。可通过传感器(51.1,51.2,51.3)的信号(S1,S2.S3)来计算扫描器(50)的绝对位置的绝对值(AW2)。

技术领域

本发明涉及一种用于确定绝对位置的线性位移测量装置和与用于确定绝对位置的线性位移测量装置相结合的线性导轨。

背景技术

各种技术领域里众多已知应用都是以线性导轨系统为基础，用来引导至少一个可移动物体在直线运动时在一个方向上移动，并且为此目的，系统通常带有一个线性轨道，它引导可移动物体沿轨道纵轴方向做直线运动。被制造成一个整体并适用于线性导轨的轨道的长度通常由于制造技术的原因而受限：使用已知的制造技术，通常只有长度不超过一定上限(可能取决于相应的制造工艺)的线性轨道可以被制造成高精度的一个整体。

为了能引导可移动物体在“任意”长度的距离上做线性运动，提出了一种用于引导可移动物体的线性导轨系统，它具有由多个单独的轨道节组成的线性轨道，每个轨道节被一体地制造，并在线性轨道纵向上先后安装。因为按预定方向先后安装的轨道节的数量是不受限制的，原则上看起来可以按预定的(最终的)长度将足够多的一件式轨道节组成一条任意长度的线性轨道。

线性导轨的许多已知应用中，人们都希望能有一种测量技术可以确定可移动物体在引导可移动物体的线性轨道上的即时位置，以便可以借助测量值尽量精确地控制可移动物体的即时位置或可移动物体在轨道纵轴方向移动时的位置变化。因此人们提出了合适的线性位移测量装置，用以测量可移动物体的即时位置或者可移动物体在轨道纵轴方向移动时的位置变化。

线性位移测量装置通常包括一个或多个实物量具，它们各带有多个定位标，以及一个可沿实物量具移动的带传感装置的扫描器，用以扫描各实物量具的定位标。传感装置通常设计成可检测到各个定位标，并产生至少一个信号，其中含有传感装置相对于实物量具定位标的一个位置信息，尤其是当扫描器与传感装置一起相对实物量具及其定位标移动时，该信号会出现个性化变化。

为了能够在具有用于引导可移动物体的线性轨道的线性导轨的情况下，能测量检测可移动物体的即时位置或可移动物体在轨道纵轴方向移动时的位置变化，可以将线性导轨系统与前面提到的线性位移测量装置相结合。例如可以在线性导轨系统的线性轨道上安装至少一个实物量具，它沿线性轨道的纵向延伸，而它的定位标沿线性轨道的纵向先后排列。相应地，线性位移测量装置的扫描器可以固定在可移动物体上，使得扫描器在可移动物体移动时沿线性轨道与可移动物体一起移动，扫描器可以借助传感装置对定位标进行扫描。

在由多个单独轨道节组成线性轨道的线性导轨系统中，每个轨道节上装有至少一个上述类型的实物量具是有利的。优先考虑将各轨道节上的实物量具设计成：当可移动物体沿各轨道节移动时，所有实物量具的定位标能被扫描器上的传感装置扫描到。

在已知的线性位移测量装置中，通常使用的实物量具，或带有一个各个不同位置的增量编码，或带有一个各个不同绝对位置的编码(也称“绝对编码”)。此外还已知一种实物量具，它同时包括一个不同位置的增量编码和各个位置的绝对编码(所谓的“参考位置”)。