用于确定一个绝对位置的线性路线测量仪(10)，包括一个线性轨道(30)，一个扫描器(50)，一个分析第三信号(S3)的第一分析器(60)，一个对第一信号(S1)和第二信号(S2)进行分析的第二分析器(65)，一个运算器(70)；线性制导系统(1)，它包括一个可移动物体(20)和一个前述线性路线测量仪(10)，其间可移动物体(20)由一个滚动体支撑在线性轨道(30)上，从而滚动体可带动可移动物体(20)在线性轨道(30)的纵向上做线性移动，而线性路线测量仪(10)的扫描器(50)装在可移动物体(20)上。
【技术实现步骤摘要】
用来确定绝对位置的线性路线测量仪和用这种路线测量仪进行线性制导
本技术涉及一种用于确定一个绝对位置的线性路线测量仪和使用确定绝对位置的线性路线测量仪来进行线性制导。
技术介绍
各种
里众多已知应用以线性制导系统为基础，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。轨道被制作成一个整体，并适用于线性制导，其长度通常由于制作技术的原因而受限：使用已知的制作技术，通常只有长度不超过一定上限(可能取决于各个生产工艺)的线性轨道可以被制作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，有人提出了一种线性制导系统，它带一个可引导可移动物体的线性轨道，该轨道由多个单独的轨道节组成，每个轨道节做成一个整体，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)长度将足够多的制作成整体的轨道节组成一条任意长度的线性轨道。许多已知线性制导的应用中，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路线测量仪，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。通常线性路线测量仪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侦测到各个定位标，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。为了实现对可移动物体的引导，线性制导系统带一个线性轨道，这种情况下为了能用测量技术收集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，可以将线性制导系统与一个前面提到的线性路线测量仪相连接。例如可以在线性制导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，线性路线测量仪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制导系统中，每个轨道节上装有至少一个上述实物量具是有利的。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。在已知的线性路线测量仪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”)。带有增量编码的实物量具通常有一个在实物量具纵向上延伸的增量轨迹，它带有多个等距排列的定位标。如果这种增量轨迹的定位标通过一个在增量轨迹纵向上移动的扫描器传感装置进行扫描，则传感装置通常产生一个信号，它呈现周期性变化，从而具有位置坐标的功能，它标明了传感装置的位置，并在扫描器移动时在增量轨迹纵向上相应变化。扫描器在增量轨迹纵向上移动时，作为位置坐标功能的周期性信号变化在这种情况下取决于相同距离(等距)前后排列的位置上的定位标。对该信号进行分析就可以相应确定扫描器在增量轨迹纵向上移动时的相对位置变化。但是该信号并不提供实物量具某个绝对位置的信息。带一个绝对编码的实物量具通常有一个绝对轨迹，它带有对多个预设绝对位置进行编码的多个定位标，这些绝对位置在绝对轨迹纵向上前后排列。绝对轨迹的各个定位标标明了实物量具的各绝对位置，并且在借助扫描器扫描定位标时生成一个信号，该信号包含了被扫描的各定位标对应的一个绝对位置信息。文献US7432497B2公开了一种用以确定绝对位置的线性线路测量仪，它包括多个码尺，这些码尺依次先后排列，并且各有一个长度达各码尺整个长度的绝对轨迹，上有对多个绝对位置进行编码的多个定位标。各个码尺在绝对轨迹的结构方面、尤其是对绝对位置编码的各定位标在各绝对轨迹上的排列完全一致。因此单个码尺的绝对轨迹包含的定位标仅仅适用于为这个码尺的绝对位置编码。如果要对所有码尺在整个纵向上的多个绝对位置进行编码，每个码尺就必须额外带一个装在各绝对轨迹旁边的码尺编码器，它明确标明每个码尺，并将其与其它码尺区分开。此外还有一个扫描器，它可在码尺纵向上移动，并包括一个带三个或更多传感器的传感装置，用来扫描绝对轨迹和进行码尺编码。扫描器的传感装置的第一和第二传感器用来扫描绝对轨迹，其间第一和第二传感器相对码尺的纵向按照预设间距排列，而每两个相邻的码尺之间的间距小于第一和第二传感器之间预设的间距。这样就保障了至少扫描器位于两个相邻码尺的过渡区域时，可通过第一和第二传感器扫描到两个相邻码尺的绝对轨迹，并且能通过第一传感器算出相邻两个码尺其中一个码尺相关的绝对位置，以及通过第二传感器算出另一个码尺相关的绝对位置。此外传感装置至少包括一个第三传感器，用以扫描一个码尺的各个码尺编码。为了能够算出所有码尺整个装置相关的绝对位置，线路测量仪包括了一个运算器，用以分析第一和第二传感器扫描绝对轨迹时生成的测量信号，以及第三传感器扫描码尺编码时生成的测量信号，并根据这些测量信号计算出所有码尺整个装置上的绝对位置。这种线路测量仪的缺点是，所有码尺必须设计成不同，每个码尺要与其它所有码尺有区别(至少要通过各码尺编码进行区别)。所以为这种测量系统可能必须准备很多各不相同的码尺。如果线路测量仪运行时其中一个码尺不能用，并需要拿另一个码尺替代，还会出现另一个缺点，即不能使用的这个码尺必须通过一个与剩下的所有其它码尺不同的码尺来替换，这就对选取有很大限制。由于线路测量仪的不同码尺通常只能按其位置的一定公差进行组装，两个相邻的(直接先后排列在码尺纵向上的)码尺安装在码尺纵向上之后，之间有一定的距离，而这一点开始时并没被明确认识到。相应地，两个相邻的(直接先后安装在码尺纵向上的)码尺上形成的两个绝对轨迹在码尺纵向上也有一定间距，这一点最初也没有被明确认识到。为了能够确定所有码尺整个装置相关的绝对位置，因此在线路测量仪首次投入使用时必须让扫描器在码尺的纵向上沿所有码尺的整个装置进行一次“初始化运行”。扫描器这种初始化运行过程中，各绝对轨迹通过第一和第二传感器同时被扫描，并通过比较第一和第二传感器生成的测量信号就能计算出每两个相邻的(直接先后安装在码尺纵向上的)码尺上形成的各绝对轨迹之间的各间距。这个计算出的每相邻两个绝对轨迹之间的间距被存储在一个数据存储器中。扫描器初始化运行之后，线路测量仪的运算器最终能够根据第一和第二传感器生成的测量信号以及数据存储器中存储的每相邻两个绝对轨迹之间的间距计算出所有码尺整个装置上的扫描器在当时的绝对位置。如果线路测量仪运行中有一个码尺不能使用并且必须更换一个码尺，就显现出另一个缺点：在换了新的码尺之后又得重新让扫描器在码尺的纵向上(至少沿部分码尺)进行一次“初始化运行”，而各码尺的定位标也要本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于确定一个绝对位置的线性路线测量仪(10)，包括：a)一个线性轨道(30)，它有一个纵轴(31)并由多个轨道节(30a，30b)组成，轨道节在纵轴(31)方向上先后排列，其间每个轨道节(30a，30b)带有一个实物量具(40a，40b)，它包括至少一个在纵轴(31)方向延伸的、有多个等距排列的定位标的第一增量轨迹(41.1)，并且其中一个第一轨道节(30a)的实物量具(40a)包括一个位于该实物量具(40a)第一增量轨迹(41.1)旁的绝对轨迹(45)，它有多个定位标，用来为多个在纵轴31方向上先后排列的预设绝对位置编码；b)一个扫描器(50)，它带一个用以扫描实物量具(40a，40b)的传感装置(51)，该传感装置至少包括一个第一传感器(51.1)、一个第二传感器(51.2)和一个第三传感器(51.3)；其间扫描器(50)相对线性轨道(30)被带动着可在纵轴(31)方向上沿多个轨道节(30a，30b)移动，并且第一传感器(51.1)能探测到其中一个轨道节(30a，30b)上第一增量轨迹(41.1)的至少一个定位标并生成第一信号(S1)，它包含了扫描器(50)相对于至少一个由第一传感器(51.1)测到的定位标所处位置的信息，而第二传感器(51.2)能探测到其中一个轨道节(30a，30b)上第一增量轨迹(41.1)的至少一个定位标并生成第二信号(S2)，它包含了扫描器(50)相对于至少一个由第二传感器(51.2)测到的定位标的位置信息，而第一传感器(51.1)和第二传感器(51.2)在纵轴(31)方向上相互间隔一定预设距离(D)错开排列，从而与每两个相邻的轨道节(30a，30b)相关的扫描器(50)能到达一个位置(P1)，在该位置第一传感器(51.1)至少可以测到两个相邻轨道节中的一个第一轨道节(30a)上的实物量具(40a)的第一增量轨迹(41.1)的其中一个定位标，而第二传感器(51.2)至少可以测到两个相邻轨道节中的另一个第二轨道节(30b)上的实物量具(40b)的第一增量轨迹(41.1)的其中一个定位标，而第三传感器(51.3)扫描第一轨道节(30a)的实物量具(40a)的绝对轨迹(45)，并生成一个第三信号(S3)，它包含了扫描器(50)相对于预设绝对位置所处位置的信息；c)一个分析第三信号(S3)的第一分析器(60)，用以探测扫描器(50)是否位于第一轨道节(30a)其中一个预设绝对位置上，且如果对第三信号(S3)的分析结果是扫描器(50)在一个第一时间点t1位于这个第一轨道节(30a)其中一个预设绝对位置(P1)时，则第一分析器(60)可算出一个第一绝对值(AW1)，它代表了预设绝对位置中的其中一个(P1)；d)一个对第一信号(S1)和第二信号(S2)进行分析的第二分析器(65)，在第一时间点之后、在第一时间点和第二时间点之间的第一时间间隔内对第一信号(S1)和第二信号(S2)进行分析，并且算出扫描器(50)在第一时间间隔开始时的位置(P1)和第一时间间隔结束时在第二时间点的位置(P2)之间的位置差(PD)；e)一个运算器(70)，它根据第一绝对值(AW1)和由第二分析器(65)算出的位置差(PD)算出一个第二绝对值(AW2)，该值代表扫描器(50)在第一时间间隔结束时在第二时间点的一个绝对位置。...
【技术特征摘要】
1.用于确定一个绝对位置的线性路线测量仪(10)，包括：a)一个线性轨道(30)，它有一个纵轴(31)并由多个轨道节(30a，30b)组成，轨道节在纵轴(31)方向上先后排列，其间每个轨道节(30a，30b)带有一个实物量具(40a，40b)，它包括至少一个在纵轴(31)方向延伸的、有多个等距排列的定位标的第一增量轨迹(41.1)，并且其中一个第一轨道节(30a)的实物量具(40a)包括一个位于该实物量具(40a)第一增量轨迹(41.1)旁的绝对轨迹(45)，它有多个定位标，用来为多个在纵轴31方向上先后排列的预设绝对位置编码；b)一个扫描器(50)，它带一个用以扫描实物量具(40a，40b)的传感装置(51)，该传感装置至少包括一个第一传感器(51.1)、一个第二传感器(51.2)和一个第三传感器(51.3)；其间扫描器(50)相对线性轨道(30)被带动着可在纵轴(31)方向上沿多个轨道节(30a，30b)移动，并且第一传感器(51.1)能探测到其中一个轨道节(30a，30b)上第一增量轨迹(41.1)的至少一个定位标并生成第一信号(S1)，它包含了扫描器(50)相对于至少一个由第一传感器(51.1)测到的定位标所处位置的信息，而第二传感器(51.2)能探测到其中一个轨道节(30a，30b)上第一增量轨迹(41.1)的至少一个定位标并生成第二信号(S2)，它包含了扫描器(50)相对于至少一个由第二传感器(51.2)测到的定位标的位置信息，而第一传感器(51.1)和第二传感器(51.2)在纵轴(31)方向上相互间隔一定预设距离(D)错开排列，从而与每两个相邻的轨道节(30a，30b)相关的扫描器(50)能到达一个位置(P1)，在该位置第一传感器(51.1)至少可以测到两个相邻轨道节中的一个第一轨道节(30a)上的实物量具(40a)的第一增量轨迹(41.1)的其中一个定位标，而第二传感器(51.2)至少可以测到两个相邻轨道节中的另一个第二轨道节(30b)上的实物量具(40b)的第一增量轨迹(41.1)的其中一个定位标，而第三传感器(51.3)扫描第一轨道节(30a)的实物量具(40a)的绝对轨迹(45)，并生成一个第三信号(S3)，它包含了扫描器(50)相对于预设绝对位置所处位置的信息；c)一个分析第三信号(S3)的第一分析器(60)，用以探测扫描器(50)是否位于第一轨道节(30a)其中一个预设绝对位置上，且如果对第三信号(S3)的分析结果是扫描器(50)在一个第一时间点t1位于这个第一轨道节(30a)其中一个预设绝对位置(P1)时，则第一分析器(60)可算出一个第一绝对值(AW1)，它代表了预设绝对位置中的其中一个(P1)；d)一个对第一信号(S1)和第二信号(S2)进行分析的第二分析器(65)，在第一时间点之后、在第一时间点和第二时间点之间的第一时间间隔内对第一信号(S1)和第二信号(S2)进行分析，并且算出扫描器(50)在第一时间间隔开始时的位置(P1)和第一时间间隔结束时在第二时间点的位置(P2)之间的位置差(PD)；e)一个运算器(70)，它根据第一绝对值(AW1)和由第二分析器(65)算出的位置差(PD)算出一个第二绝对值(AW2)，该值代表扫描器(50...
【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·迪特尔·戈茨，
申请(专利权)人：施内贝格尔控股公司，
类型：新型
国别省市：瑞士,CH
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。