位置测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种位置测量装置（10，100，200），包括：位置采集单元（12），利用其能将通过用扫描单元（13）对编码轨（15，115）进行扫描得到的位置信号处理为数字位置值；用于通过数据传输通道（25）与控制单元（20）进行通讯的第一接口单元（11）；以及用于与至少一个外围设备单元（30，130，131，230）进行通讯的第二接口单元（16，116，216）。根据本发明专利技术所述的第一接口单元（11）是有线连接的接口，所述第二接口单元（16，116，216）是无线连接的无线电接口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】位置测量装置
本专利技术涉及一种用于与无线的外围设备单元进行通讯的位置测量装置。
技术介绍
位置测量装置特别是在机床和自动化技术中被广泛应用。其用于确定两个可彼此相对运动的对象的绝对位置。在这里原则上要区分长度和角度测量仪器。长度测量仪器例如用于确定机床中的两个可彼此相对运动的机器部件的绝对位置。因此，将量具例如以带有编码轨(Codespur)的探测杆形式，与两个对象之中的一个连接，并且将扫描单元与两个对象之中的另一个连接，从而能通过对编码轨扫描来确定两个对象沿着编码轨彼此相对运动的程度。角度测量仪器，也称作旋转传感器(Drehgeber)而为人所知，其是依据相同的原理构成的。但在此圆盘是作为量具出现在探测杆的位置上，在其周向上设置有编码轨。在圆盘抗扭转地与待测量的轴相连接，而扫描单元对此被固定地装配。现代的位置测量装置产生绝对位置值，并且用于与例如数字控制器的后续电子装置(Folgeelektronik)通过数字的、大多数为串行的接口进行通讯。此外，可以通过采用光学的、磁性的、电感的或电容的扫描单元来实现位置信号的生成。在用于位置测量装置的众多技术应用领域中必要的是，其他外围设备单元布置在位置测量装置的周围环境中。在此特别涉及用于测量设备运行参数的传感器，例如温度传感器、振动传感器以及湿度传感器，位置测量装置在该设备处运行。另一组外围设备单元为数据存储器，其中存储或可存储与系统相关的信息。一方面在位置测量装置中经常需要外围设备单元的测量值或信息，另一方面位置测量装置总之已经通过快速串行接口与控制器相连接，在此之后，为了简化设备的连线可以实现的是，将外围设备单元直接连接在位置测量装置上，并通过其凭借快速串行接口的扩展的接口协议能够实现在控制器和外围设备单元之间的通讯。因此，在DE10306231A1中描述了一种电子中间构件组，其可连接在多个外围设备单元上，并且其通过附加的接口与位置测量装置连接。相反，DE102006041056A1描述了一种位置测量装置，除了用于获取轴的旋转角度的传感器，该位置测量装置还具有用于附加传感器的其他接口。迄今为止的解决方案的不足之处在于，外围设备单元的电接口耗费巨大。这尤其在与外围设备单元位于设备的可运动的单元上时。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，给出一种改进的位置测量装置。上述目的将通过位置测量装置来实现。现在，提出一种位置测量装置，包括：-位置采集单元，利用其能将通过用扫描单元对编码轨进行扫描得到的位置信号处理为数字位置值，-第一接口单元，用于通过数据传输通道与控制单元进行通讯，和-第二接口单元，用于与至少一个外围设备单元进行通讯，其中所述第一接口单元是有线连接的接口，所述第二接口单元是无线连接的无线电接口。附图说明本专利技术其他的优点和详细描述将根据附图由下述说明书中得出。在此示出了：图1是根据本专利技术的位置测量装置的框图，图2是长度测量仪器形式的根据本专利技术的位置测量装置，和图3是在电动机中的驱动编码器(Antriebsgeber)形式的根据本专利技术的位置测量装置。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的位置测量装置10与控制单元20和多个外围设备单元30一起的框图。为了产生位置值，位置测量装置10包括位置采集单元12，位置采集单元将扫描单元13通过扫描在量具14上的编码轨15获得的位置信号处理成数字位置值。相应于扫描所依据的物理原理来设计量具14、编码轨15和扫描单元13。如果例如涉及光学透射光扫描，则量具由玻璃制成并且通过透明和不透明的区域来形成编码轨15。通过编码轨15借助于在扫描单元13中的光电探测器上的光源在成像视窗中的成像，获得扫描信号，在位置采集单元中将该扫描信号处理为数字位置值。物理的扫描原理对于本专利技术并不重要。除了光学扫描原理之外，也可以使用磁性的、电感的或电容的扫描原理。同样的，编码轨15可以是增量的或者是绝对编码的。起决定性的是，位置采集单元12将扫描单元13产生的位置信号处理为数字位置值。位置测量装置10用来通过第一接口单元11与控制单元20进行通讯，第一接口单元通过数据传输通道25与控制单元20的控制接口21连接。数据传输以串行方式完成，并且其优点在于是双向的，从而数据不仅能被位置测量装置10调取，也能够将数据传输给位置测量装置10。为了控制通讯而确定指令，其从控制单元20传输给第一接口单元11，并且该指令规定是否进行读写访问，依据EnDat标准的数据传输是特别适合的。根据本专利技术，在位置测量装置10中布置有第二接口单元16，其是无线电接口。因此，该第二接口单元16适合于在并不通过电线与任意数量的外围设备单元30直接连接的情况下进行通讯，在图1中例如示出了其中的三个外围设备单元。外围设备单元30例如涉及用于测量物理量的传感器。这些传感器的突出的实例是温度传感器、振动传感器、加速度传感器、空气湿度传感器以及空气压力传感器。在这里也提及的是，用于确定在例如机器部件的机械组件上以及待加工的工件上的形变的传感器。外围设备单元30的另一实例是数据存储器。适用的是只读存储器(ROM)以及可改写存储器(EEPROM，闪存，FRAM，…)。前者例如可以作为所谓的电子铭牌(Typenschild)来应用，后者用于存储和再次读取机器运转期间获得的运行信息，位置测量传感器10在该机器处运行。外围设备单元30可以是有源的，也可以是无源的。有源的外围设备单元30需要电池或其他的电源来用于与位置测量装置10的第二接口单元16进行通讯。无源的、或是自供给能量的外围设备单元30例如从第二接口单元16发送的电磁场的能量、或是从其他存在供使用的能量源来获得用于与第二接口单元16进行通讯的必需的运行电压，这些能量源例如是环境温度、振动、压力或空气气流。这种从此类能量源中产生运行电压的方法，已经通过专业术语“energyharvesting”而广为人知。有利的是，在第一接口单元11和第二接口单元16之间布置通讯单元17。当第一接口单元11和第二接口单元16具有不同的处理速度或处理优先级时，通讯单元17起到尤其重要的作用。在实际中经常出现的是，控制单元20需要位置测量装置10的连续位置值作为用于调节回路的位置值。对于高动态的调节过程起决定性作用的是，尽可能快速地获得当前位置值，以使调节的静止时间最小化。由于这个原因，控制单元20要求在由其控制的机器运行时通过数据传输通道25和第一接口单元11提供位置测量装置10的、短时间间隔的位置值。因此，对位置值的要求是时间临界的，并且因此具有高优先级。相反，与外围设备单元30的通讯往往是非时间临界的，这是因为外围设备单元30(当涉及传感器时)的测量值只能是缓慢改变，并且存储值(当涉及数据存储器时)自然根本不能改变。此外，无线电接口通常比有线连接的接口慢，从而在由控制单元20经过第一接口单元11向第二接口单元16直接调取例如传感器值时，将产生等待时间，在这个时间内第一接口单元将被阻塞(blockiert)而不能够进行位置值的传输。为了避免第一接口单元11的此类阻塞，可以这样设计通讯单元17，即，通讯单元从第一接口单元11接收针对外围设备单元30的指令，其独立完成与外围设备单元30的通讯，并且将由外围设备单元30输入的输入数据缓存在存储单元28中，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.30 DE 102011006424.91.一种位置测量装置(10，100，200)，包括-位置采集单元(12)，利用所述位置采集单元能将通过用扫描单元(13)对编码轨(15，115)进行扫描得到的位置信号处理为数字位置值，-第一接口单元(11)，用于通过数据传输通道(25)与控制单元(20)进行通讯，和-第二接口单元(16，116，216)，用于与至少一个外围设备单元(30，130，131，230)进行通讯，其中所述第一接口单元(11)是有线连接的接口，所述第二接口单元(16，116，216)是无线连接的无线电接口，其中，设置有通讯单元(17)，所述通讯单元包括存储单元(28)用于缓存来自所述外围设备单元的输入数据，其中所述通讯单元(17)与所述第二接口单元(16，116，216)连接，利用所述通讯单元能控制与所述至少一个外围设备单元(30，130，131，230)的通讯，所述通讯单元(17)还与所述第一接口单元(11)连接，并且所述通讯单元(17)能通过所述第一接口单元(11)来控制，其中，所述输入数据缓存在所述存储单元(28)中直到所述第一接口单元(11)在下一个时间点对所述输入数据进行读取。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·奥利弗·蒂曼，
申请(专利权)人：约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司，
类型：
国别省市：