通過(guò)雙向數(shù)據(jù)傳輸信道進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在位置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備(Folgeelektronik)之間通過(guò)雙向數(shù)據(jù)傳輸信道進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，以及根?jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)應(yīng)的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]位置測(cè)量裝置例如在自動(dòng)化技術(shù)中被使用用于在受調(diào)節(jié)的傳動(dòng)時(shí)確定定位實(shí)際值(Lageistwerte)，其中隨動(dòng)電子設(shè)備、例如數(shù)字控制裝置需要所述定位實(shí)際值，用以計(jì)算調(diào)節(jié)回路用的額定值，利用所述額定值來(lái)控制所述傳動(dòng)(例如工具或者工件的進(jìn)給)。如果所述位置測(cè)量裝置是旋轉(zhuǎn)編碼器(Drehgeber)或者角度測(cè)量設(shè)備，則所述位置測(cè)量裝置為此例如直接地或者間接地與發(fā)動(dòng)機(jī)的軸耦合。長(zhǎng)度測(cè)量設(shè)備例如測(cè)量在機(jī)器底座和相對(duì)于機(jī)器底座可定位的機(jī)器零件、例如可移動(dòng)的工具滑塊之間的線性運(yùn)動(dòng)。
[0003]現(xiàn)今優(yōu)選地使用絕對(duì)位置測(cè)量裝置。這些絕對(duì)位置測(cè)量裝置產(chǎn)生絕對(duì)測(cè)量值，所述絕對(duì)測(cè)量值通過(guò)數(shù)字的、大多數(shù)串行的數(shù)據(jù)接口從位置測(cè)量裝置被傳輸?shù)诫S動(dòng)電子設(shè)備。所述測(cè)量值大多數(shù)是位置值(角度值或者線性位置)，但是還公知的是以下位置測(cè)量裝置:所述位置測(cè)量裝置提供速度值或者加速度值、也即說(shuō)明位置的時(shí)間變化的測(cè)量值。
[0004]在將位置測(cè)量裝置連接到隨動(dòng)電子設(shè)備、例如機(jī)床控制裝置上時(shí)不能低估的成本因素是對(duì)于運(yùn)行所需要的電線路的數(shù)量，因?yàn)樗鲭娋€路決定性地確定使用的價(jià)值高的數(shù)據(jù)電纜的價(jià)格。出于該原因，越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向使用串行接口，其中所述數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)僅一個(gè)雙向運(yùn)行的數(shù)據(jù)傳輸信道實(shí)現(xiàn)。這樣的串行接口在W0 2009/149966 A1中被描述。為了能夠跨接在位置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備之間的有時(shí)大的距離，所述信號(hào)傳輸通過(guò)主傳輸段大多數(shù)有區(qū)別地、例如根據(jù)公知的RS-485標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。對(duì)于信號(hào)傳輸，在該情況下需要唯一的線路對(duì)。為了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，在位置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備中分別設(shè)置合適的線路驅(qū)動(dòng)器和線路接收器。
[0005]為了反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)方向，在要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀完全地被輸出后，發(fā)送設(shè)備去活其線路驅(qū)動(dòng)器。在接收設(shè)備完全地接收了數(shù)據(jù)幀后，該接收設(shè)備激活其線路驅(qū)動(dòng)器并且因此變?yōu)榘l(fā)送設(shè)備，該發(fā)送設(shè)備重又將數(shù)據(jù)幀輸出到數(shù)據(jù)傳輸信道上。在一方面去活線路驅(qū)動(dòng)器和另一方面激活線路驅(qū)動(dòng)器之間的時(shí)間間隔中，所述線路對(duì)與所連接的設(shè)備相比是高歐姆性的和因此易受干擾信號(hào)干擾，其中該時(shí)間間隔決定性地通過(guò)信號(hào)在線路上的運(yùn)行時(shí)間確定。為了現(xiàn)在所述接收設(shè)備在數(shù)據(jù)方向反轉(zhuǎn)后安全地識(shí)別數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始，所述發(fā)送設(shè)備在數(shù)據(jù)幀的開始始終以開頭的方式傳輸起始序列(前同步碼(Pdambel))。然而已經(jīng)表明，在不利條件下的信號(hào)反射可能引起起始序列的誤識(shí)別。
[0006]如果所述信號(hào)傳輸段非最優(yōu)地被端接(terminieren)，也即如果在接收器側(cè)上的終端電阻(端接電阻(Terminierungswiderstand))非最優(yōu)地匹配于對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸信道所使用的線路對(duì)的線路阻抗，那么發(fā)生信號(hào)反射。在該情況下，在接收器處到達(dá)的信號(hào)被反射，并且被發(fā)送回發(fā)送器。如果現(xiàn)在發(fā)生數(shù)據(jù)方向的反轉(zhuǎn)，則最初的發(fā)送器變?yōu)榉瓷涞男盘?hào)的接收器。如果所述反射的信號(hào)重又隨機(jī)地包含起始序列的比特模式，則這可以被誤解為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。
[0007]該問(wèn)題可以被回避，其方式是只有當(dāng)由數(shù)據(jù)傳輸?shù)贸龅男盘?hào)反射安全地被減輕時(shí)，接收單元的線路接收器才被激活。但是這導(dǎo)致不希望的訪問(wèn)周期延長(zhǎng)，并且因此應(yīng)當(dāng)被避免。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)用于在位置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，利用該方法，?shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始可以可靠地被識(shí)別。
[0009]該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法解決。
[0010]提出用于在位置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備之間通過(guò)雙向數(shù)據(jù)傳輸信道進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其中所述?shù)據(jù)傳輸根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸代碼被編碼，并且以數(shù)據(jù)幀的形式進(jìn)行，并且分別由發(fā)送器側(cè)的接口單元以起始序列開始數(shù)據(jù)傳輸，所述起始序列的編碼與剩余的數(shù)據(jù)幀的編碼至少部分地有偏差，并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始在數(shù)據(jù)方向反轉(zhuǎn)后分別由接收器側(cè)的接口單元通過(guò)確定起始序列來(lái)識(shí)別。
[0011]此外本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)用于在位置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，利用該設(shè)備能夠可靠地識(shí)別數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。
[0012]該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備解決。
[0013]這里提出用于在位置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備之間通過(guò)雙向數(shù)據(jù)傳輸信道進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，其中不僅在位置測(cè)量裝置中而且在隨動(dòng)電子設(shè)備中設(shè)置各一個(gè)接口單元，在所述接口單元中由要發(fā)送的數(shù)據(jù)和/或指令能夠產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸代碼編碼，并且能夠被輸出給數(shù)據(jù)傳輸信道，其中所述數(shù)據(jù)和/或指令能夠由源組件輸送給所述接口單元，并且其中分別在發(fā)送器側(cè)能夠以起始序列開始數(shù)據(jù)傳輸，所述起始序列的編碼與剩余的數(shù)據(jù)幀的編碼至少部分地有偏差，并且分別在接收器側(cè)在接口單元中在數(shù)據(jù)方向反轉(zhuǎn)后能夠通過(guò)確定起始序列識(shí)別數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。
[0014]按照本發(fā)明的方法的其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)以及對(duì)應(yīng)的設(shè)備由以下實(shí)施例的描述得出。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1示出位置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備的框圖，所述置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備通過(guò)雙向數(shù)據(jù)傳輸信道彼此連接，
圖2示出用于闡述曼徹斯特編碼的信號(hào)圖，
圖3示出按照本發(fā)明的通信周期的信號(hào)圖，
圖4示出位置測(cè)量裝置的接口單元的框圖，和圖5示出隨動(dòng)電子設(shè)備的接口單元的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1示出位置測(cè)量裝置10和隨動(dòng)電子設(shè)備100的框圖，所述置測(cè)量裝置和隨動(dòng)電子設(shè)備通過(guò)雙向數(shù)據(jù)傳輸信道50彼此連接。
[0017]所述位置測(cè)量裝置10具有位置檢測(cè)單元20和可選擇的處理單元30形式的測(cè)量設(shè)備組件。所述位置檢測(cè)單元20被合適地設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生數(shù)字位置值。所述位置檢測(cè)單元為此例如包括具有測(cè)量刻度的整體量具、用于對(duì)其掃描的掃描單元以及用于由掃描單元的掃描信號(hào)形成數(shù)字位置值的信號(hào)處理電子設(shè)備，所述掃描信號(hào)通過(guò)掃描測(cè)量刻度被生成。整體量具和掃描單元以公知的方式相對(duì)地彼此可移動(dòng)地布置和與機(jī)器零件以機(jī)械方式連接，所述機(jī)器零件彼此的位置應(yīng)當(dāng)被測(cè)量。如果所述位置測(cè)量裝置10是旋轉(zhuǎn)編碼器，利用所述旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)當(dāng)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的軸的角位置，則所述掃描單元(例如旋轉(zhuǎn)編碼器的外殼)例如被安置在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼處，并且旋轉(zhuǎn)編碼器的軸通過(guò)聯(lián)軸器與要測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)軸連接，所述軸與整體量具抗扭地連接。
[0018]尤其為了提供時(shí)基或者定義的時(shí)間光柵用于數(shù)字電路部分，此外時(shí)鐘發(fā)生器35布置在位置測(cè)量裝置10中。該時(shí)鐘發(fā)生器提供工作時(shí)鐘信號(hào)CLK，所述工作時(shí)鐘信號(hào)CLK被輸送給數(shù)字狀態(tài)自動(dòng)機(jī)、微處理器、微控制器等。
[0019]位置檢測(cè)單元20所基于的物理掃描原理對(duì)于本發(fā)明是不重要的。因此可以是光學(xué)、磁性、電容性或者電感性掃描原理。根據(jù)用于將掃描單元的掃描信號(hào)處理為位置值的所需要的必要處理步驟，所述信號(hào)處理電子設(shè)備包括功能單元，所述功能單元實(shí)施諸如放大、信號(hào)校正(偏移校正、幅度校正、相位校正)、內(nèi)插、刻度周期(Teilungsper1den)計(jì)數(shù)、A/D轉(zhuǎn)換……的處理步驟。
[0020]為了在位置檢測(cè)單元20和處理單元30之間傳輸控制信號(hào)和/或數(shù)據(jù)，設(shè)置合適的信號(hào)線路。所述信號(hào)線路尤其用于將在位置檢測(cè)單元20中生成的位置值傳輸?shù)教幚韱卧?0。
[0021]在處理單元30中，所述位置值必要時(shí)進(jìn)一步被處理，以便獲得輸出數(shù)據(jù)。為此，可能需要處理步驟、諸如標(biāo)定(Skalierung)、數(shù)據(jù)格式的改變、錯(cuò)誤校正等，所述處理步驟在處理單元30中純數(shù)字地被實(shí)施。但是，輸出數(shù)據(jù)可以不僅是位置值，而且是速度值或者加速度值，所述速度值或者加速度值在處理單元30中由多個(gè)相繼產(chǎn)生的位置值來(lái)計(jì)算。
[0022]為了一方面與隨動(dòng)電子設(shè)備100通信而另一方面與測(cè)量設(shè)備組件20、30通信，此外在位置測(cè)量裝置10中布置接口單元40。尤其通過(guò)接口單元40實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)到隨動(dòng)電子設(shè)備100的傳輸。所述輸出數(shù)據(jù)從處理單元30或者位置檢測(cè)單元20通過(guò)合適的信號(hào)線路傳送給接口單元40。工作時(shí)鐘信號(hào)CLK也被輸送給接口單元40。
[0023]用于在位置測(cè)量裝置10的接口單元40和隨動(dòng)電子設(shè)備100的對(duì)應(yīng)的接口單元140之間傳輸指令和數(shù)據(jù)的物理連接