用于在位置測量設備中產(chǎn)生觸發(fā)信號的裝置和方法以及與此相關的位置測量設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的用于在位置測量設備中產(chǎn)生觸發(fā)信號的裝置和方 法，以及根據(jù)權利要求6的用于在這種位置測量設備中產(chǎn)生觸發(fā)信號的裝置。
【背景技術】
[0002] 位置測量設備在自動化技術中被使用于在被調(diào)節(jié)的驅動器中獲得地點值，所述驅 動器需要后繼電子器件，例如數(shù)字控制器，以便于計算針對調(diào)節(jié)循環(huán)的額定值，利用所述額 定值控制驅動器（例如工具或工件的進給）。如果位置測量設備是旋轉編碼器或者角度測 量設備，那么所述測量設備直接地或間接地與馬達的軸耦合。長度測量設備例如測量機床 床身和相對機床床身可定位的機器部件，例如運行的工具滑塊之間的線性運動。
[0003] 現(xiàn)在優(yōu)選使用絕對的位置測量設備。所述設備產(chǎn)生絕對測量值，所述測量值經(jīng)由 數(shù)字的、大多串行的數(shù)據(jù)接口從位置測量設備傳輸?shù)胶罄^電子器件。測量值大多是位置值 (角度值或者線性位置），但是也已知這樣位置測量設備，即提供速度值或加速度值，即給 出位置時間變化的測量值。
[0004] 經(jīng)常存在如下的需要，即從后繼電子器件經(jīng)由串行數(shù)據(jù)接口能夠在位置測量設備 中得到結果。這尤其適用于測量值的需要。
[0005] 因此EP0660209A1描述了具有同步串行接口的位置測量設備，這就是說經(jīng)由時鐘 信號控制在（雙向）數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間流動（Ablauf)，所述時鐘信號經(jīng)由分開的時 鐘線被供給位置測量設備。探測值的檢測（所述探測值接著被處理成位置值）在該位置測 量設備中通過時鐘信號的第一側緣觸發(fā)，所述第一側翼同時以信號通知數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。 因此時鐘信號的第一側翼用作用于檢測探測值的時鐘信號并且因此觸發(fā)測量值的產(chǎn)生。
[0006] 該解決方案不能夠應用于不占有時鐘線的串行接口。此外，能夠在具有非常迅速 的信號處理電子器件的位置測量設備中，測量值（位置值）比其在接口協(xié)議的調(diào)節(jié)后被傳 輸?shù)胶罄^電子器件能夠存在更早的一定時間。從調(diào)節(jié)技術的觀點來看因此形成額外的靜止 時間（測量值因此是"變舊"）。這意味著：當測量值進入后繼電子器件時，驅動器已經(jīng)圍繞 一定的距離或一定的角度繼續(xù)運動。該問題能夠通過數(shù)學算法（插入法）被最小化，在位 置測量設備中知道探測值的檢測的時間點越準確并且在探測值的獲取的時間點和在后繼 電子器件中的測量值的到達之間的時間段越短，那么所述算法作用地更好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此本發(fā)明的任務是在于：創(chuàng)造用于產(chǎn)生在位置測量設備中精確的觸發(fā)信號的方 法。
[0008] 該任務通過根據(jù)權利要求1的用于產(chǎn)生異步觸發(fā)信號的方法來解決。
[0009]在此提出用于在位置測量設備中產(chǎn)生異步觸發(fā)信號的方法，該設備具有位置檢測 單元、處理單元和接口單元，其中位置測量設備經(jīng)由接口和雙向的數(shù)據(jù)傳輸線出于通信的 目的與后繼電子器件是能夠連接的，所述方法具有以下步驟：
[0010] -通過以工作時鐘信號的時間柵格的異步數(shù)據(jù)流的探測從異步數(shù)據(jù)流生成同步數(shù) 據(jù)流，所述異步數(shù)據(jù)流從后繼電子器件的方向進入位置測量設備，
[0011] -通過分析同步數(shù)據(jù)流在確定用于觸發(fā)信號的輸出的釋放條件的情況下生成門信 號并且
[0012] -在存在門信號和出現(xiàn)異步數(shù)據(jù)流的信號側翼的情況下產(chǎn)生觸發(fā)信號。
[0013] 另外本發(fā)明的任務在于創(chuàng)造用于在位置測量設備中產(chǎn)生精確觸發(fā)信號的改進裝 置。
[0014] 該任務通過根據(jù)權利要求6的用于產(chǎn)生異步觸發(fā)信號的方法來解決。
[0015] 現(xiàn)在建議用于在位置測量設備中產(chǎn)生異步觸發(fā)信號的裝置，所述位置測量設備具 有位置檢測單元、處理單元和接口單元并且所述位置測量設備出于通信的目的能夠經(jīng)由接 口單元和雙向數(shù)據(jù)傳輸信道與后繼電子器件連接。裝置包括觸發(fā)單元，供給所述觸發(fā)單元 后繼電子器件的異步數(shù)據(jù)流和同步數(shù)據(jù)流（所述同步數(shù)據(jù)流能夠在同步化單元中通過以 工作時鐘信號的時間柵格探測異步數(shù)據(jù)流產(chǎn)生）。觸發(fā)單元具有分析單元，在所述分析單元 中通過分析同步數(shù)據(jù)流能夠確定用于觸發(fā)信號的輸出的釋放條件并且能夠產(chǎn)生門信號，以 及觸發(fā)信號輸出單元，門信號被供給到所述觸發(fā)信號輸出單元并且在所述觸發(fā)信號輸出單 元中存在門信號和出現(xiàn)異步數(shù)據(jù)流的信號側翼的情況下能夠產(chǎn)生觸發(fā)信號。
[0016] 本發(fā)明的有利的擴展方案分別在從屬權利要求中給出。
[0017] 本發(fā)明的另外優(yōu)勢和細節(jié)根據(jù)以下按照附圖的說明書得到。
【附圖說明】
[0018] 其中
[0019] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的位置測量設備的框圖，
[0020] 圖2示出用于說明根據(jù)圖1的位置測量設備的功能的簡化信號圖，
[0021] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的框圖以及
[0022] 圖4示出用于說明根據(jù)圖3的位置測量設備的功能的簡化信號圖。
【具體實施方式】
[0023] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的位置測量設備10的框圖。位置測量設備10的中央功能單 元是位置檢測單元20和處理單元30。位置檢測單元20合適設計為用于產(chǎn)生數(shù)字位置值。 所述位置檢測單元在此例如包括具有測量分度的量具（Mai3verk6rperung)、用于其探 測的探測單元、以及用于根據(jù)探測單元的探測信號形成數(shù)字位置值的信號處理電子器件， 所述探測信號通過測量分度的探測產(chǎn)生。量具和探測單元以已知的方式彼此相對運動地布 置并且在機械上與應該彼此測量其位置的機械部件連接。如果位置測量設備10是旋轉編 碼器（利用所述旋轉編碼器應該測量電動馬達的軸的角度位置），那么探測單元（或者旋轉 編碼器的殼體）例如安裝到馬達殼體并且與量具旋轉固定連接的旋轉編碼器的軸經(jīng)由軸 耦合與待測量的馬達軸連接。
[0024] 基于位置檢測單元20的物理探測原理對于本發(fā)明是沒有意義的。因此能夠是光 學的、磁學的、電容的或電感的探測原理。相應于為了把探測單元的探測信號處理成位置值 需要的必要處理步驟，信號處理電子器件包括功能單元，所述功能單元實施處理步驟，例如 放大、信號修正（位移、振幅、相位修正）、內(nèi)插、分度周期的計數(shù)、A/D轉換…。
[0025] 為了在位置檢測單元20和處理單元30之間傳輸控制信號和/或數(shù)據(jù)設置信號線 21。信號線21尤其作用于將在位置檢測單元20中產(chǎn)生的位置值傳輸?shù)教幚韱卧?0中。
[0026] 在處理單元30中必要時繼續(xù)處理位置值以便于獲得輸出數(shù)據(jù)。在此處理步驟（例 如縮放、改變數(shù)據(jù)格式、錯誤修正…）能夠是需要的，所述處理步驟在處理單元30中純數(shù)字 地實施。然而輸出數(shù)據(jù)能夠不僅是位置值，而且也能夠是速度或加速度值，其在處理單元30 中根據(jù)多個、連續(xù)產(chǎn)生的位置值計算出。
[0027] 為了現(xiàn)在能夠同步位置檢測單元20和處理單元30中的運行并且在準確的時間柵 格中運行，在位置測量設備10中設置時鐘發(fā)生器70,所述時鐘發(fā)生器產(chǎn)生用于時間基礎的 工作時鐘信號CLK。工作時鐘信號CLK供給到位置檢測單元20和處理單元30。
[0028] 在位置測量設備10中另外布置接口單元40,利用所述接口單元能夠實現(xiàn)與后繼 電子器件100的通信。尤其是經(jīng)由接口單元40進行將輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶罄^電子器件100。 輸出數(shù)據(jù)例如經(jīng)由信號線31從處理單元30或位置檢測單元20傳送到接口單元40。在接 口單元40和后繼電子器件100之間的物理聯(lián)系在此經(jīng)由位置測量設備10中的接口線41和 至少一個接口電纜51形成，在其間經(jīng)常布置發(fā)送/接收單元50,所述發(fā)送/接收單元將待 發(fā)送的信號（所述信號在位置測量設備10中大多作為質量有關（massebezogene)(單端） 的信號存在）例如根據(jù)廣泛分布的RS-485標準轉化成微分信號并且根據(jù)微分信號（所述 微分信號從后繼電子器件100抵達到位置測量設備10中）產(chǎn)生質量有關的信號。接口線 41、接口電纜51以及必要時發(fā)送/接收單元50構成雙向的數(shù)據(jù)傳輸信道。
[0029] 對此備選地，在接口單元40和后繼電子器件100之間的數(shù)據(jù)傳輸也能夠光學地進 行。在這樣的變型方案中發(fā)送/接收單元50例如實施為從電信號到光信號（以及相反地） 的變換單元，接口電纜51是光纖。
[0030] 同樣地對接口單元40供給工作時鐘信號CLK。
[0031] 僅僅鑒于完全性指出：位置測量設備110的電流/電壓供給同樣地能夠經(jīng)由接口 電纜51進行并且在位置測量設備10中能夠設置插塞連接器或接頭夾子用于接通接口電纜 51〇
[0032] 如何在后繼電子器件100和位置測量設備10之間進行通信的方法和方式在接口 協(xié)議中規(guī)定。在此經(jīng)常使用提問-回答模式，這就是說后繼電子器件1〇〇(主設備）發(fā)送指 令（必要時跟隨數(shù)據(jù)）到位置測量設備（從設備），所述位置測量設備處理指令并且必要時 發(fā)送需要的數(shù)據(jù)到后繼電子器件100。指令通常能夠是寫入和/或讀取指令，例如從存儲單 元寫入或讀出到處理單元30。為了請求位置值能夠設置特定的位置請求指令用于作為到后 繼電子器件100的輸出數(shù)據(jù)。
[0033] 指令和數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)