Dispositivo de medición de la posición.

Dispositivo de medición de la posición con:

- un código (C),

compuesto por una secuencia de elementos (C1, C2, C3) de código dispuestos uno tras otro en la dirección (X) de medición, en el que al menos dos elementos (C1, C2, C3) de código consecutivos forman respectivamente una palabra (CW) de código con una información de posición y cada elemento (C1, C2, C3) de código está compuesto por dos subzonas (A, B) dispuestas una a continuación de otra en la dirección (X) de medición, que presentan propiedades complementarias entre sí;

- un dispositivo (AE) de exploración, que comprende una unidad (D) de detección con elementos (D1 a D14) detectores para leer los al menos dos elementos (C1, C2, C3) de código que forman una palabra (CW) de código del código (C) así como una unidad (AW) de evaluación, en la que se puede obtener a partir de las señales (S) de exploración de los elementos (D1 a D14) detectores la palabra (CW) de código con la información de posición actual al estar asociado a una primera secuencia de las subzonas (A, B) configuradas de forma complementaria entre sí un primer valor digital y a una segunda secuencia, un segundo valor digital, estando dispuestos el dispositivo (AE) de exploración y el código (C) de forma móvil uno con respecto a otro en la dirección (X) de medición,

caracterizado por que

- entre elementos (C1, C2, C3) de código adyacentes que presentan las mismas propiedades en la zona de transición con valores digitales diferentes se introducen elementos (U1, U2) de separación con propiedades complementarias a los elementos (C1, C2, C3) de código.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08006725.

Solicitante: DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: DR. JOHANNES-HEIDENHAIN-STRASSE 5 83301 TRAUNREUT ALEMANIA.

Inventor/es: MAYER,ELMAR, OBERHAUSER,JOHANN, Tovar,Heinz.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01D5/347 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01D MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; DISPOSICIONES PARA LA MEDIDA DE DOS O MAS VARIABLES NO CUBIERTAS POR OTRA UNICA SUBCLASE; APARATOS CONTADORES DE TARIFA; DISPOSICIONES PARA TRANSFERENCIA O TRANSDUCTORES NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; MEDIDAS O ENSAYOS NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.G01D 5/00 Medios mecánicos para la transferencia de la magnitud de salida de un elemento sensor; Medios para la conversión de la magnitud de salida de un elemento sensor en otra variable, en los que la forma o naturaleza del elemento sensor no determinan los medios de conversión; Transductores no especialmente adaptados a una variable específica (G01D 3/00 tiene prioridad; especialmente adaptados para aparatos que dan resultados distintos al valor instantáneo de una variable G01D 1/00). › que utilizan escalas de codificación de desplazamiento.

PDF original: ES-2380608_T3.pdf

 

Dispositivo de medición de la posición.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de medición de la posición La invención se refiere a un dispositivo de medición de la posición para determinar la posición absoluta de acuerdo con la reivindicación 1.

En muchos campos se emplean cada vez más dispositivos de medición de posición absoluta en los que la información de la posición absoluta se deriva de una pista de código con elementos de código dispuestos uno tras otro en la dirección de medición. Los elementos de código están previstos a este respecto en una distribución pseudoaleatoria, de modo que un determinado número de elementos de código consecutivos forma respectivamente un patrón de bits. Al desplazar el dispositivo de exploración con respecto a la pista de código un único elemento de código ya se forma un nuevo patrón de bits y en todo el intervalo de medición que hay que registrar de forma absoluta está disponible una secuencia de patrones de bits diferentes.

Un código secuencial de este tipo se denomina código de cadena o código pseudoaleatorio (pseudorandom code) (PRC) .

En la publicación "Absolute position measurement using optical detection of coded patterns" de J. T. M Stevenson y J. R. Jordan en Journal of Physics E / Scientific Instruments 21 (1988) , Nº 12, páginas 1140 a 1145 se indica que cada elemento de código está compuesto de una secuencia predefinida de dos subzonas con propiedades ópticas complementarias entre sí.

En la publicación se hace referencia al documento GB 2 126 444 A. En ese documento se propone ahora, para generar la información binaria con una codificación Manchester de este tipo, comparar las señales de exploración analógicas de las zonas de código con un umbral de disparo predefinido y, dependiendo de esto, generar una información binaria de 0 o 1.

Esta comparación con un umbral de disparo predefinido de forma fija tiene el inconveniente de que las alteraciones en las señales de exploración analógicas pueden conducir a una generación errónea de la información binaria.

El documento EP 1 329 696 A1 desvela un dispositivo de medición de la posición en el que se adaptó la codificación Manchester para conseguir una información periódica además de la posición absoluta dada por la codificación. Para esto, cada elemento de código está compuesto de dos subzonas con diferentes propiedades. Una subzona, es decir, la subzona izquierda o la derecha, de todos los elementos de código está configurada de la misma manera y forma, por tanto, la información periódica.

El documento US 6.664.535 B1 muestra un dispositivo de medición de la posición absoluta con una división de base periódica general para la medición de la posición incremental y una codificación absoluta introducida entre dos divisiones de escala dispuestas periódicamente.

En el documento DE 102 44 235 A1 -del que parte la invención- se describe un dispositivo de medición de la posición, cuya pista de código absoluta está compuesta de una disposición pseudoaleatoria de elementos de código que presentan una codificación Manchester. Para establecer si las señales de exploración de los elementos 45 detectores presentan valores válidos, por un lado se propone aprovechar las señales de exploración de una pista incremental que va en paralelo a la pista de código absoluta para elegir los elementos detectores necesarios para evaluar la pista absoluta. Por otra parte se sugiere que para valorar la fiabilidad de las señales de detección se dividan los elementos detectores en un grupo con elementos detectores de numeración par y un grupo con elementos detectores de numeración impar y respectivamente formar señales de diferencia de elementos detectores inmediatamente sucesivos de cada grupo y compararlas con un valor umbral. El valor de posición se forma finalmente a partir de las señales de exploración válidas que resultan de la comparación. Un dispositivo de medición de la posición comparable con una codificación Manchester se describe en el documento EP 1 403 623 A1.

El objetivo de la invención es continuar mejorando la fiabilidad o la seguridad en el funcionamiento de un dispositivo 55 de medición de la posición absoluta. Este objetivo se resuelve con las características de la reivindicación 1.

Ahora se propone un dispositivo de medición de la posición con un código compuesto por una secuencia de elementos de código dispuestos uno tras otro en una dirección de medición, en el que al menos dos elementos de código consecutivos forman respectivamente una palabra de código con una información de posición y cada elemento de código está compuesto por dos subzonas dispuestas consecutivamente en la dirección de medición, que presentan propiedades complementarias entre sí. El dispositivo de medición de la posición presenta además un dispositivo de exploración con elementos detectores para leer los al menos dos elementos de código del código que forman la palabra de código, así como una unidad de evaluación, en la que a partir de las señales de exploración de los elementos detectores se puede obtener la palabra de código con la información de posición actual al estar 65 asociado un primer valor digital a una primera secuencia de las subzonas configuradas de forma complementaria entre sí y un segundo valor digital a una segunda secuencia. El dispositivo de exploración y el código están dispuestos de forma móvil uno con respecto a otro en la dirección de medición. La invención se caracteriza por que entre elementos de código adyacentes, que presentan en la zona de transición las mismas propiedades y a los que, por tanto, están asociados valores digitales diferentes, se introducen elementos de separación con propiedades complementarias a esto.

Configuraciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

La invención se explica más en detalle basándose en los dibujos, mostrando a este respecto:

la figura 1, un dispositivo de medición de la posición en una representación esquemática, la figura 2, el principio de una comprobación de error, la figura 3, las señales para la comprobación de error de acuerdo con la figura 2, 15 la figura 4a, una primera posición de exploración de un dispositivo de medición de la posición según la invención, la figura 4b, una segunda posición de exploración de un dispositivo de medición de la posición según la invención, la figura 4c una tercera posición de exploración de un dispositivo de medición de la posición según la invención, la figura 4d una cuarta posición de exploración de un dispositivo de medición de la posición según la invención y la figura 5 una evolución de la señal en un elemento detector en un dispositivo de medición de la posición según la invención.

En la figura 1 está representado esquemáticamente un dispositivo de medición de la posición configurado según la invención, correspondiéndose éste ampliamente con un dispositivo de medición de la posición ya presentado en el documento DE 102 44 235 A1. Este dispositivo de medición de la posición trabaja según el principio de exploración óptico, en el que se explora un código C en un procedimiento al trasluz. Para la exploración del código C sirve un dispositivo AE de exploración, que está dispuesto de forma móvil en la dirección X de medición con respecto al código C.

El código C está compuesto por una secuencia de elementos C1, C2, C3 de código de igual longitud dispuestos uno tras otro en la dirección X de medición. Cada elemento C1, C2, C3 de código está compuesto a su vez de dos subzonas A y B dispuestas inmediatamente sucesivas de forma adyacente en la dirección X de medición de la misma longitud, que están configuradas de forma complementaria entre sí. Complementarias significa a este respecto que poseen propiedades inversas, es decir, por ejemplo, en el principio de exploración óptico son transparentes y no transparentes o con exploración bajo luz incidente son reflectantes o no reflectantes.

45 El código C secuencial se explora por el dispositivo AE de exploración, que contiene una fuente de luz L, cuya luz, a través de una lente K colimadora, ilumina varios elementos C1, C2, C3 de código sucesivos. La luz se modula por el código C en función de la posición, de modo que detrás del código C aparece una distribución de luz que depende de la posición, que se registra con una unidad D de detección del dispositivo AE de exploración.

La unidad D de detección es un sensor de filas con una secuencia de elementos D1 a D11 detectores... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de medición de la posición con:

-un código (C) , compuesto por una secuencia de elementos (C1, C2, C3) de código dispuestos uno tras otro en la dirección (X) de medición, en el que al menos dos elementos (C1, C2, C3) de código consecutivos forman respectivamente una palabra (CW) de código con una información de posición y cada elemento (C1, C2, C3) de código está compuesto por dos subzonas (A, B) dispuestas una a continuación de otra en la dirección (X) de medición, que presentan propiedades complementarias entre sí;

-un dispositivo (AE) de exploración, que comprende una unidad (D) de detección con elementos (D1 a D14) detectores para leer los al menos dos elementos (C1, C2, C3) de código que forman una palabra (CW) de código del código (C) así como una unidad (AW) de evaluación, en la que se puede obtener a partir de las señales (S) de exploración de los elementos (D1 a D14) detectores la palabra (CW) de código con la información de posición actual al estar asociado a una primera secuencia de las subzonas (A, B)

configuradas de forma complementaria entre sí un primer valor digital y a una segunda secuencia, un segundo valor digital, estando dispuestos el dispositivo (AE) de exploración y el código (C) de forma móvil uno con respecto a otro en la dirección (X) de medición, caracterizado por que -entre elementos (C1, C2, C3) de código adyacentes que presentan las mismas propiedades en la zona de transición con valores digitales diferentes se introducen elementos (U1, U2) de separación con propiedades complementarias a los elementos (C1, C2, C3) de código.

2. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo (AW) de evaluación comprende módulos (T1 a T12) de disparo para formar la diferencia de las señales (S) de exploración analógicas de elementos (D2, D4, D6, D8, D10, D12, D14) detectores con numeración par respectivamente inmediatamente siguientes en la dirección (X) de medición así como de elementos (D1, D3, D5, D7, D9, D11, D13) detectores de numeración impar inmediatamente siguientes.

3. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que los módulos (T1

a T12) de disparo presentan un dispositivo (P) de comprobación de error que está diseñado para comparar la diferencia de las señales (S) de exploración con un valor (V) de comparación en cuanto al valor y cuando quede por debajo en cuanto al valor del valor (V) de comparación, emitir una señal (F) de error.

4. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el dispositivo (AW) de evaluación comprende además una unidad (BW) de valoración, a la que los módulos (T1 a T12) de disparo, de forma correspondiente a la diferencia de las señales (S) de exploración, emiten un valor lógico y/o una o señal (F) de error y en la unidad (BW) de valoración, basándose en estas informaciones, se puede obtener la palabra (CW) de código.

40 5. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que en la unidad (BW) de valoración, a partir de las señales de entrada de los módulos (T1 a T12) de disparo están formados grupos (T1, T5, T9; T2, T6, T10; T3, T7, T11; T4, T8, T12) y la palabra (CW) de código se puede obtener a partir del grupo (T1, T5, T9; T2, T6, T10; T3, T7, T11; T4, T8, T12) que presenta menos señales (F) de error.

45 6. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que ambas subzonas (A, B) de un elemento (C1, C2, C3) de código poseen propiedades ópticas complementarias entre sí.

7. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por 50 que los elementos (D1 a D14) detectores están dispuestos en la dirección (X) de medición a distancias que se corresponden con la mitad de la longitud de una subzona (A, B) .


 

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