位置编码器采样时序系统技术方案

位置编码器系统(例如，包括线性编码器)被配置为响应于在可预测时间(例如，根据预设频率等)从主机运动控制系统接收到的位置触发信号而快速提供编码器位置数据。确定预触发前置时间，该时间是定义的编码器位置采样时段的持续时间的一部分。然后在位置触发信号的下一个可预测时间之前的预触发前置时间启动编码器位置采样时段的当前实例。然后从主机运动控制系统接收当前位置触发信号(例如，接近编码器位置采样时段的当前实例的中间)。编码器位置采样时段的当前实例的平均有效采样时间与当前位置触发信号的实际时序在允许容限窗口内重合。

【技术实现步骤摘要】
位置编码器采样时序系统
本公开一般涉及位置编码器，并且更具体地，涉及用于确定位置编码器中的位置采样的时序的系统和方法。
技术介绍
目前可以使用用于感测线性运动、旋转运动或角运动的各种位置编码器。这些编码器通常基于电感式传感器、电容式传感器、光学系统或磁尺。通常，编码器可包括具有读取头和标尺的传感器。读取头可包括传感器元件和一些传感器电子器件。传感器输出作为读取头沿着测量轴相对于标尺的位置的函数而变化的信号。传感器电子器件将信号输出到信号处理器，或者在输出指示读取头相对于标尺的位置的修改信号之前在内部处理信号。编码器系统通常也包括与读取头分离的接口电子器件，并且在将指示读取头相对于标尺的位置的修改信号输出到外部主机之前，插值或以其他方式处理接口电子器件中的传感器信号。一些位置编码器系统使用请求和响应处理来与外部主机进行通信。该处理可包括三个步骤：外部主机发送对位置测量的请求(例如，位置触发信号)；编码器采样位置传感器的输出；以及编码器通过传输位置信息进行响应。涉及这种请求和响应系统中的时序(timing)问题(即，涉及说明和/或校准采样延迟)的两个专利是美国专利号5,721,546和6,639,529，其全部内容通过引用结合于此。虽然这些现有技术在校准和/或说明采样延迟方面是有效的，但是它们不解决关于请求和响应处理的某些其他时序问题(例如，请求和响应之间的总的时序对于特定应用等太长)。能够针对这些问题提供改进的位置编码器系统将是期望的。
技术实现思路
提供本概述是为了以简化的形式介绍一些概念，其将在以下的具体实施方式中被进一步描述。本概述不旨在识别所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。提供了一种位置编码器系统，包括位置编码器和编码器位置时序子系统，所述位置编码器被配置为用于输出对应于编码器位置的编码器位置数据。位置编码器系统从主机运动控制系统接收位置触发信号。用于操作位置编码器系统的方法首先确定预期要从主机运动控制系统接收到位置触发信号的可预测时间。确定预触发前置时间，所述预触发前置时间是定义的编码器位置采样时段的持续时间的一部分，在所述定义的编码器位置采样时段期间，所述位置编码器执行操作以获取与当前编码器位置相关联的编码器位置数据(例如，通过采样位置编码器的位置传感器)。操作所述编码器位置时序子系统以在所述位置触发信号的下一个可预测时间之前的所述预触发前置时间处启动所述编码器位置采样时段的当前实例。将所述编码器位置数据的相关联的当前实例确定为对应于所述编码器位置采样时段的当前实例。从所述主机运动控制系统接收当前位置触发信号，其中，所述编码器位置采样时段的当前实例的平均有效采样时间与所述当前位置触发信号的实际时序在允许容限窗口内重合。操作所述位置编码器以在与所述当前位置触发信号相关联的时间处输出所述编码器位置数据的当前实例，使得所述主机运动控制系统将所述编码器位置数据的当前实例与所述当前位置触发信号相关联。将理解的是，这种技术减少了从主机运动控制系统接收到位置触发信号和位置编码器用位置数据进行响应之间的总时序。附图说明图1是耦合到主机运动控制系统的位置编码器系统的框图；图2是耦合到主机运动控制系统的多个位置编码器系统的框图；图3是位置编码器的读取头和接口电子器件的框图；图4是示出根据第一示例性实施方式的位置编码器系统中的信号的时序图；图5是示出根据第二示例性实施方式的位置编码器系统中的信号的时序图；以及图6是示出用于操作位置编码器系统的例程的一个示例性实施方式的流程图。具体实施方式图1是定位系统100的框图，该定位系统100包括耦合到主机运动控制系统130的位置编码器系统105。位置编码器系统105包括位置编码器110和接口电子器件118，该位置编码器110可以是任何类型的编码器，诸如线性位置编码器，其旨在由诸如取放机器、流体分配机等的应用中的伺服控制器使用。在所示实施例中，位置编码器110包括标尺112、读取头114和线缆117。在各种实施方式中，编码器位置时序子系统119可被包括在接口电子器件118中。在某些替代实施方式中，编码器位置时序子系统119可以是包括在位置编码器系统105的内部或外部的独立部件，如将在以下参照图2更详细描述的。主机运动控制系统130(例如，以伺服控制器等的形式)通过线缆120与位置编码器系统105通信以发送位置请求(例如，位置触发信号)并接收位置信息。在操作中，主机运动控制系统130通过线缆120向接口电子器件118发送命令(例如，位置触发信号)。接口电子器件118可以经由线缆117与读取头114通信。接口电子器件118触发读取头114中的位置获取操作。如下面将更详细地描述的那样，根据这里公开的原理，编码器位置时序子系统可提供预触发信号，该预触发信号在从主机运动控制系统接收到位置触发信号之前触发位置获取。响应于预触发信号，读取头114收集和/或提供取决于标尺112相对于读取头传感器(transducer)元件115的位置的信号，使用传感器电子器件116对该信号进行数字化，并且经由线缆117将信号发送给接口电子器件118。在一个实施方式中，接口电子器件118可以根据该信号计算位置，并且可以经由线缆120将位置信息发送给主机运动控制系统。在某些替代实施方式中，全部或部分接口电子器件118可以被配置为插入式卡和/或嵌入式软件例程等，并且被包括在主机运动控制系统130中，并且在这种情况下，线缆120可以被取消。将理解，在各种实施方式中，可以利用传感器电子器件116和接口电子器件118之间的其他类型的连接。例如，读取头114可以从单独的连接(未示出)接收电力，并且传感器电子器件116和接口电子器件118可以通过任何现在已知或以后开发的无线通信方法连接。而且，在各种实施方式中，接口电子器件118可以被包括在读取头114中或位于读取头114的附近，并且线缆117可以被取消或者被任何其他适当类型的连接所替换。在各种实施方式中，在读取头114中利用的传感器(transducer)可以是电感式传感器。电感式传感器的一些示例性实施例的各种示例在美国专利号6,011,389和6,005,387中描述，这些专利被共同转让并且特此通过引用整体并入本文。在各种实施方式中，对于可能存在“发射器设置”时间(在此期间，某些部件花费时间充电以作为采样处理的初始部分等)的这种传感器，可以存在各种类型的因素(例如，包括发射器和/或接收器线圈等的传感器元件的电感和/或阻抗)。在各种实施方式中，还可以利用用于标尺112的不同类型的配置(例如线性、旋转等)。例如，在各种实施方式中，标尺112可以是线性绝对位置标尺，其包括精细轨道以及一个或多个较粗略轨道。在美国专利号7,608,813和8,309,906中描述了绝对位置编码器的一些示例，该绝对位置编码器具有利用精细轨道并结合两个较粗略轨道的标尺，这些专利被共同转让并且特此通过引用整体并入本文。如上所述，在各种实施方式中，位置编码器系统105和主机运动控制系统130可以以请求和响应的形式操作。在之前的系统中，此处理已经包括三个步骤。首先，主机运动控制系统130会发送对位置的请求(例如，位置触发信号)。在各种实施方式中，可以以固定时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作位置编码器系统的方法，所述位置编码器系统包括位置编码器和编码器位置时序子系统，所述位置编码器被配置为用于输出对应于编码器位置的编码器位置数据，其中，所述位置编码器系统从主机运动控制器系统接收位置触发信号，所述方法包括：确定预期要从所述主机运动控制系统接收到位置触发信号的可预测时间；确定预触发前置时间，所述预触发前置时间是定义的编码器位置采样时段的持续时间的一部分，在所述定义的编码器位置采样时段期间，所述位置编码器执行操作以获取与当前编码器位置相关联的编码器位置数据；操作所述编码器位置时序子系统以在所述位置触发信号的下一个可预测时间之前的所述预触发前置时间处启动所述编码器位置采样时段的当前实例；将所述编码器位置数据的相关联的当前实例确定为对应于所述编码器位置采样时段的当前实例；从所述主机运动控制系统接收当前位置触发信号，其中，所述编码器位置采样时段的当前实例的平均有效采样时间与所述当前位置触发信号的实际时序在允许容限窗口内重合；以及操作所述位置编码器以在与所述当前位置触发信号相关联的时间处输出所述编码器位置数据的当前实例，使得所述主机运动控制系统将所述编码器位置数据的当前实例与所述当前位置触发信号相关联。...

【技术特征摘要】
2017.05.26 US 15/606,4491.一种用于操作位置编码器系统的方法，所述位置编码器系统包括位置编码器和编码器位置时序子系统，所述位置编码器被配置为用于输出对应于编码器位置的编码器位置数据，其中，所述位置编码器系统从主机运动控制器系统接收位置触发信号，所述方法包括：确定预期要从所述主机运动控制系统接收到位置触发信号的可预测时间；确定预触发前置时间，所述预触发前置时间是定义的编码器位置采样时段的持续时间的一部分，在所述定义的编码器位置采样时段期间，所述位置编码器执行操作以获取与当前编码器位置相关联的编码器位置数据；操作所述编码器位置时序子系统以在所述位置触发信号的下一个可预测时间之前的所述预触发前置时间处启动所述编码器位置采样时段的当前实例；将所述编码器位置数据的相关联的当前实例确定为对应于所述编码器位置采样时段的当前实例；从所述主机运动控制系统接收当前位置触发信号，其中，所述编码器位置采样时段的当前实例的平均有效采样时间与所述当前位置触发信号的实际时序在允许容限窗口内重合；以及操作所述位置编码器以在与所述当前位置触发信号相关联的时间处输出所述编码器位置数据的当前实例，使得所述主机运动控制系统将所述编码器位置数据的当前实例与所述当前位置触发信号相关联。2.根据权利要求1所述的方法，其中，操作所述编码器位置时序子系统以确定所述预触发前置时间包括：确定预触发前置时间，所述预触发前置时间近似为有效采样时段的一半加上所述编码器位置采样时段的发射器设置时段。3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定预期要从所述主机运动控制系统接收到位置触发信号的可预测时间包括：将至少两个连续的位置触发信号输入到所述编码器位置时序子系统，并且，确定如由所述至少两个连续的位置触发信号之间的时间差所指示的位置触发信号的对应的时序。4.根据权利要求1所述的方法，其中，以触发频率从所述主机运动控制系统接收到重复的位置触发信号，并且确定所述可预测时间包括：以所述触发频率向所述编码器位置时序子系统输入所述重复的位置触发信号，并且确定所述重复的位置触发信号的时序。5.根据权利要求4所述的方法，其中，操作所述编码器位置时序子系统以在所述位置触发信号的下一个可预测时间之前的所述预触发前置时间处启动所述编码器位置采样时段的当前实例包...

【专利技术属性】
技术研发人员：BEB詹森，AM帕茨瓦尔德，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP