多匝旋转编码器制造技术

本发明专利技术涉及一种多匝旋转编码器，具有-单匝单元(10)，包括代码载体(11)和单匝评估单元(14)，-供电有关的第一多匝单元(20、40)，包括至少一个第一多匝代码载体(11、21)和第一多匝评估单元(24)，-供电有关的第二多匝单元(30)，包括至少一个第二多匝代码载体(31.1、31.2)和第二多匝评估单元(34)，其中，第一多匝单元(20、40)第一多匝码字(MC1)的值在接通多匝旋转编码器供电后的初始化阶段可以利用第二多匝码字(MC2)的值进行参考。

【技术实现步骤摘要】
多匝旋转编码器
本专利技术涉及一种安全的多匝旋转编码器以及用于使这种多匝旋转编码器运行的方法。这种多匝旋转编码器例如在自动化
用于测量轴的角位置和经过的转动的数量。
技术介绍
用于测量轴的角位置的位置测量装置由大量文献有所公开。这种位置测量装置称为旋转编码器。此外，如果位置测量装置这样构成，除了轴的角位置外还测量轴经过的转动的数量，那么称为多匝旋转编码器。为构成多匝单元，也就是用于确定轴经过的转动的数量的单元，原则上公开了两种解决方案，一个是基于传动器的多匝单元，另一个是基于计数器的多匝单元。在基于传动器的多匝单元中，输入轴驱动使输入转速减速的一个或多个传动级。在例如传动比16∶1的传动级中，输入轴每16次转动传动级的输出轴旋转一次。输出轴再驱动代码载体，其角位置可以得出输入轴的旋转次数。基于传动器的多匝旋转编码器的示例在DE2817172A1中有所介绍。这是一种具有第一轴角代码盘和多个串联的轴角代码盘的多级轴角编码器(Winkelschrittgeber)。EP1457762A1介绍了一种测量物体的位置、行程或旋转角的装置。它包括以三个彼此相接的代码盘的形式、通过差速器耦合的三个实物量具。代码盘的扫描通过径向覆盖全部代码盘代码轨迹的扫描单元进行。基于传动器的多匝单元不言而喻与供电无关，也就是说，它们在旋转编码器的断开状态下也正常工作。这一点非常简单地在于，通过传动器驱动的代码盘没有电也旋转。在重新接通旋转编码器后，输入轴经过的转动的数量通过测定多匝单元代码盘的角位置确定。基于计数器的多匝单元通过计数代码载体的转动测定轴经过的转动的数量，该代码载体直接由轴驱动并因此经过与所要测量的轴相同数量的转动。代码载体上设置由扫描单元扫描的代码。从利用扫描单元测定的位置信号中，在计数电子装置中产生计数器的计数信号，该计数器与旋转方向有关地对代码载体并因此轴的完整转动的数量进行计数。在没有其他措施的情况下，基于计数器的多匝单元与供电有关地，也就是说，在断开旋转编码器供电的情况下，一方面失去计数器的值，另一方面不能再对轴的转对计数。重新接通后，计数器复位。为在断开主供电的情况下，例如在断开里面运行多匝旋转编码器的机器时，也能储存计数器的计数状态以及除此之外获得计数功能，基于计数器的多匝单元通常装备蓄电池，其在断开主供电时承担旋转编码器的至少多匝单元的供电。EP1462771B1例如介绍了一种具有基于计数器的多匝单元的多匝旋转编码器，该单元在断电状态下利用蓄电池运行。可以使基于计数器的多匝单元保持正常、与供电无关地发挥作用的这些和其他措施花费大并因此应该避免。恰恰是使用蓄电池存在问题，因为即使在节电的电路的情况下迟早也要更换电池。出于安全技术的原因，可要求冗余测量一定数量的轴转动，例如在测量错误会导致上面运行多匝旋转编码器的机器损坏或甚至对机器的操作人员造成危险的情况下，就是如此。DE102009029431A1因此提出一种装备两个供电无关的多匝单元的多匝旋转编码器。比较多匝单元的测量值可以实现随时检查多匝旋转编码器的工作可靠性。这种旋转编码器因此适合于在重大安全领域使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种多匝旋转编码器，其在结构简单的情况下适合于在重大安全领域使用。该目的通过一种下文所述的多匝旋转编码器得以实现。现在提出一种多匝旋转编码器，具有-单匝单元，包括代码载体，其可由单匝扫描装置扫描以用于产生单匝位置信号；以及单匝评估单元，用于将单匝位置信号处理成至少一个说明转动内输入轴绝对位置的单匝码字，-第一多匝单元，其能与多匝旋转编码器的供电有关地操作，并包括：至少一个第一多匝代码载体，其可由第一多匝扫描装置扫描以产生第一多匝位置信号；以及第一多匝评估单元，用于将第一多匝位置信号处理成说明输入轴经过的转动的数量的第一多匝码字，-第二多匝单元，其能与多匝旋转编码器的供电无关地操作，并包括：至少一个第二多匝代码载体，其可由第二多匝扫描装置扫描以产生第二多匝位置信号；以及第二多匝评估单元，用于将第二多匝位置信号处理成同样说明输入轴经过的转动的数量的第二多匝码字，其中，第一多匝单元第一多匝码字的值响应于接通多匝旋转编码器供电而在初始化阶段能利用第二多匝码字的值进行参考。优选地，第一多匝单元为在接通初始化单元的供电后进行参考能利用第二多匝码字的值初始化。可以设置接口单元用于与跟踪电子装置通过数据传输信道通信并且第一多匝单元的初始化能由接口单元触发。第二多匝码字的值在接通初始化单元的供电后能储存为偏置值用于参考，所述偏置值说明第二多匝码字的值与第一多匝码字的值之间的差。第一多匝单元可以是基于计数器的多匝单元。第二多匝单元可以是基于传动器的多匝单元。本专利技术此外的目的在于，提供一种用于使这种多匝旋转编码器运行的方法。该方法通过一种下文所述的方法得以实现。在这里，用于使多匝旋转编码器运行的方法具有-单匝单元，包括代码载体，其为产生单匝位置信号可由单匝扫描装置扫描，还包括单匝评估单元，用于将单匝位置信号处理成至少一个说明转动内输入轴绝对位置的单匝码字，-第一多匝单元，能与多匝旋转编码器的供电有关地操作，并包括：至少一个第一多匝代码载体，其可由第一多匝扫描装置扫描以产生第一多匝位置信号；以及第一多匝评估单元，用于将第一多匝位置信号处理成说明输入轴经过的转动的数量的第一多匝码字，-第二多匝单元，能与多匝旋转编码器的供电无关地操作，并包括：至少一个第二多匝代码载体，其可由第二多匝扫描装置扫描以产生第二多匝位置信号；以及第二多匝评估单元，用于将第二多匝位置信号处理成同样说明输入轴经过的转动的数量的第二多匝码字，在该方法中，第一多匝单元第一多匝码字的值响应于接通多匝旋转编码器供电而在初始化阶段利用第二多匝码字的值进行参考。在该方法中，优选地，第一多匝单元为在接通初始化单元的供电后进行参考能利用第二多匝码字的值初始化。设置接口单元用于与跟踪电子装置通过数据传输信道通信，并且第一多匝单元的初始化由接口单元触发。第二多匝码字的值在接通初始化单元的供电后被储存为偏置值以用于进行参考，所述偏置值说明第二多匝码字的值与第一多匝码字的值之间的差。附图说明依据本专利技术的多匝旋转编码器以及用于使这种多匝旋转编码器运行的方法的其他优点和细节来自后面实施例的说明。其中：图1示出依据本专利技术的多匝旋转编码器的第一实施例；图2示出图1的第一多匝评估单元的方框图；图3示出图1的多匝旋转编码器的方框图；图4示出依据本专利技术的多匝旋转编码器的另一实施例；以及图5示出图4的多匝旋转编码器的方框图。具体实施方式图1示出依据本专利技术的第一多匝旋转编码器的原理。它由单匝单元10、第一多匝单元20以及第二多匝单元30组成。单匝单元10由直接与所要测量的输入轴W耦合的代码盘11形成。代码盘11携带可以光电、磁性、电容或电感扫描的编码12，以便将输入轴W的转动划分成多个可分辨的扇形段。该编码12可以数字式或模拟式构成。数字式的编码12例如可以作为多轨迹的代码，例如Gray代码构成，或也可以通过单轨迹的链代码，所谓的“PseudoRandomCode”(PRC)构成。在模拟式的编码12中，扫描时产生模拟的扫描信号，从其振幅和/或相位中可以确定输入轴W的角位置。编码12由扫描装置13扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
多匝旋转编码器，具有‑单匝单元(10)，包括代码载体(11)，所述代码载体可由单匝扫描装置(13)扫描以用于产生单匝位置信号(SP、SP1、SP2)；以及单匝评估单元(14)，所述单匝评估单元用于将所述单匝位置信号(SP、SP1、SP2)处理成至少一个说明转动内输入轴(W)的绝对位置的单匝码字(SC、SC1、SC2)，‑供电有关的第一多匝单元(20、40)，包括至少一个第一多匝代码载体(11、21)，所述第一多匝代码载体可由第一多匝扫描装置(13、23)扫描以用于产生第一多匝位置信号(MP1)；以及第一多匝评估单元(24)，所述第一多匝评估单元用于将第一多匝位置信号(MP1)处理成说明输入轴(W)经过的转动的数量的第一多匝码字(MC1)，‑供电有关的第二多匝单元(30)，包括至少一个第二多匝代码载体(31.1、31.2)，所述第二多匝代码载体可由第二多匝扫描装置(33.1、33.1)扫描以用于产生第二多匝位置信号(MP2.1、MP2.2)；以及第二多匝评估单元(34)，所述第二多匝评估单元(34)用于将第二多匝位置信号(MP2.1、MP2.2)处理成同样说明输入轴(W)经过的转动的数量的第二多匝码字(MC2)，其中，第一多匝单元(20、40)的第一多匝码字(MC1)的值在接通多匝旋转编码器供电后的初始化阶段中可以利用第二多匝码字(MC2)的值进行参考。...

【技术特征摘要】
2013.11.27 DE 102013224247.61.一种多匝旋转编码器，具有-单匝单元(10)，包括：代码载体(11)，所述代码载体能由单匝扫描装置(13)扫描以用于产生单匝位置信号(SP、SP1、SP2)；以及单匝评估单元(14)，所述单匝评估单元用于将所述单匝位置信号(SP、SP1、SP2)处理成至少一个说明转动内输入轴(W)的绝对位置的单匝码字(SC、SC1、SC2)，-第一多匝单元(20、40)，其能与多匝旋转编码器的供电有关地操作，并包括：至少一个第一多匝代码载体(21)，所述第一多匝代码载体能由第一多匝扫描装置(23)扫描以用于产生第一多匝位置信号(MP1)；以及第一多匝评估单元(24)，所述第一多匝评估单元用于将第一多匝位置信号(MP1)处理成说明输入轴(W)经过的转动的数量的第一多匝码字(MC1)，-第二多匝单元(30)，其能与多匝旋转编码器的供电无关地操作，并包括：至少一个第二多匝代码载体(31.1、31.2)，所述第二多匝代码载体能由第二多匝扫描装置(33.1、33.2)扫描以用于产生第二多匝位置信号(MP2.1、MP2.2)；以及第二多匝评估单元(34)，所述第二多匝评估单元(34)用于将第二多匝位置信号(MP2.1、MP2.2)处理成同样说明输入轴(W)经过的转动的数量的第二多匝码字(MC2)，其中，第一多匝单元(20、40)的第一多匝码字(MC1)的值响应于接通多匝旋转编码器供电而在初始化阶段能利用第二多匝码字(MC2)的值进行参考。2.按权利要求1所述的多匝旋转编码器，其中，为了实现所述的参考，第一多匝单元(20、40)在接通初始化单元(220)的供电后能利用第二多匝码字(MC2)的值被初始化。3.按权利要求2所述的多匝旋转编码器，其中，设置接口单元(210、310)，用于与跟踪电子装置通过数据传输信道(230、330)通信并且第一多匝单元(20、40)的初始化能由接口单元(210、310)触发。4.按权利要求1所述的多匝旋转编码器，其中，第二多匝码字(MC2)的值在接通初始化单元(320)的供电后能储存为偏置值(OFF)用于参考，所述偏置值说明第二多匝码字(MC2)的值与第一多匝码字(MC1)的值之间的差。5.按前述权利要求1-4之一所述的多匝旋转编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·冯贝格，
申请(专利权)人：约翰内斯·海德汉博士有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE