绝对位置确定制造技术

绝对位置确定。本发明专利技术涉及一种角度或线性位置编码器的绝对码标尺，其由具有第一主码周期长度的周期性连续的第一绝对码序列和具有第二主码周期长度的周期性连续的至少一个第二绝对码序列构成。在该情况下第一和该至少一个第二绝对码序列彼此码字无关。沿着所述绝对码标尺，在各情况下，来自第一绝对码序列的一节和来自该至少一个第二绝对码序列的一节交替依次布置，并且在此情况下，在沿着该布置的来自同一绝对码序列的不同节中绝对码序列均相对于彼此移位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据权利要求1的线性位置编码器的绝对码标尺和根据权利要求8的具有这种绝对码标尺的绝对线性测量系统以及根据权利要求11和13的用于制备和读出绝对码标尺的方法，并且还涉及这种计算机程序产品。
技术介绍
在线性位置确定的情况下，特别是在精密机器、坐标测量机领域的应用或者类似应用领域中，会使用线性测量系统。在一些应用中，在该情况下必须达到亚毫米范围或亚微米范围的测量精度，然而，在也可以使用本专利技术的其他应用、机器或设备中，精度要求也可以是毫米范围。在许多这种应用中，线性测量系统优选地设计为绝对值线性位置编码器，其在测量范围的整个长度上提供明确的绝对位置值。例如，EP0268558提供了一种绝对标尺，其被划分为具有不同周期性的周期编码的两个单独平行标尺。DE3818044公开了在副载体上使用多个线传感器，该副载体的热膨胀系数优选地为零或者等于该标尺。编码被设计为以共享标尺对绝对和增量编码进行交织。例如在柱式桥架构造的坐标测量机中，使用许多线性传感器在多个维度确定测量头的空间位置。在该情况下，要获得的测量范围当然可以是若干米。因此，要设置适当的绝对编码线性测量系统，使得能够以足够的位置分辨率确定读取头相对于码标尺的绝对位置值，并且甚至能够以大测量范围对整个测量范围进行绝对编码。在该情况下，使得尽可能简单地能够对码进行读出和分析。在微米范围或更小的定位精度的情况下，除了线性传感器在长度方向的移动以外，横向的偏差也会对测量头的所确定的空间位置的精度有干扰效应。因此，人们尽力使得尤其是这种寄生效应可确定，例如，能够识别由此产生的测量误差和/或对其进行适当补偿。因此，为这种实施方式优选地提供线性位置编码器系统，使用该系统，除了沿着线性编码器系统在长度方向上确定主绝对位置以外，可以在与主线性编码器测量方向偏移的另一方向上确定位置，尽管利用相对于线性编码器的主线性测量方向的极大受限的测量范围，例如利用几毫米或更小测量范围。因此，在一个有利实施方式中，除了在标尺长度方向上确定主绝对位置以外，例如在受限方式下至少要确定横向的偏差。例如，EP0042179公开了沿前进方向确定位置的系统，其特别能够基于具有V形带的图案确定理想位置的偏移。在该情况下，基于图案而逐步确定的位置由与前进方向上的第一图案并行地延伸的另外的单独绝对图案而绝对定位，其中绝对图案通过格雷码对粗略位置进行编码。DE19732398公开了在X和Y方向上枢转测量。此外，其描述了编码的边界条件。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是考虑提供一种改进的码标尺或者一种用于确定沿着线性前进方向的位置的改进系统，由此能够简单但精确地确定绝对位置。在该情况下一个改进的特殊目的是，在该情况下也能够确定位置传感器的理想位置相对于码标尺或码图案的偏移，特别是对于码标尺的长度方向横向上的位置偏移。一个目的特别是使用绝对码标尺覆盖长测量距离，同时实现足够位置分辨率，在此情况下，特别是无需易受干扰的复杂分析。在一些应用中，在这种情况下，有利的是，能够对所提供的码标尺进行划分，亦即，可以将多个码标尺或者码标尺的部分级联以能够覆盖不同测量范围长度。在该情况下的一个目的也是提供一种码标尺，使得能够基于码标尺而无需外部帮助(例如高精度干涉仪等)独立实现自初始化。在该情况下一个特殊目的是，还能够提供一种码标尺，其较窄且优选地在其相对于编码方向横向延伸上为单线，并且可以使用在该标尺的长度方向上排列的读取单元中的传感器布置被读出。本专利技术的一个特殊目的是还提供一种码标尺，其码标记设计为和/或将被读出，使得绝对码字的确定相对于码标尺的膨胀或变形具有容限，特别是相对于标尺长度方向上的温度膨胀具有容限。可以与上述目的相结合或分离地考虑该目的。这些目的是和/或这些成果是根据本专利技术分别借助独立权利要求的特征和/或从属权利要求的特征来实现和/或改进的。本专利技术涉及位置编码器的绝对码标尺和/或具有这种绝对码标尺的位置编码器。在该情况下，其例如可以是线性位置编码器或旋转编码器，然而可选地，其还可以是沿着任意自由形式路径的位置码标尺。该绝对码标尺由具有第一主码周期长度的周期性连续的第一绝对码序列和具有第二主码周期长度的周期性连续的至少一个第二绝对码序列构成。在该情况下，该第一和该至少一个第二绝对码序列是彼此可区分的和码字无关的(codeword-foreign)。在该情况下，该第一和该第二码周期长度可以是相等的，然而它们也可以是不相等的。在各种情况下沿着绝对码标尺交替地依次布置来自第一绝对码序列的一节和来自该至少一个第二绝对码序列的一节，并且在该情况下，沿着该布置在来自相同绝对码序列的不同节中绝对码序列均彼此移位，特别是在绝对码序列的主周期长度的各个情形中相位移位了不同分数。换言之，例如，在各情形下，相对于周期性重复的码序列中被选择作为基本码序列的一个移位了不同数量的码字。因此，相位的移位可以理解为移位了码序列的周期性重复的基本周期的分数。在该情况下，特别地，第一和该至少一个第二绝对码序列可以分别是二进制最大序列。在该情况下，特别地，第一绝对码序列和该至少一个第二绝对码序列可以分别是单一最大序列划分为至少两个片段，片段长度不具有任何公约数。在该情况下，绝对码序列的依次布置的邻接节可以形成为具有对绝对码进行编码的码标记的不同排列。特别地，例如，在各情况下，第一绝对码序列可以形成为相对于绝对码标尺的长度方向具有第一角度的划线或条标记形式，该至少一个第二绝对码序列可以形成为相对于绝对码标尺的长度方向具有与第一角度不同的至少一个第二角度的划线标记形式。因此，可以基于与第一或该至少一个第二绝对码序列的编码关联性将第一和该至少第二节唯一地指派给绝对码序列中的一个。因此，可以基于同一绝对码序列的两个部分相对于彼此的移位而确认沿着绝对码标尺的绝对位置(如上所述可以基于其编码确认)，因为根据本专利技术的绝对码标尺中相同编码部分的移位在各情况下都相对于彼此移位，优选地明确地。换言之，可以如下描述本专利技术。根据本专利技术，两个或更多个绝对码(例如，最大序列)的部分或区域交替地依次布置并且相对于彼此具有相位移位。使用沿着在该情况下得到的码标尺而扫描或读出的读出线性传感器，基于这些部分(每部分与同一绝对码关联)之间的相位移位确定绝对位置。在一个改进的实施方式中，码标记形成为具有相对于各个绝对码的码序列的长度轴的不同排列。基于这些码的排列，可以根据本专利技术的改进而进一步确定自由度，例如如下更详细的描述。可选地，在与该码协调的布置中，在该情况下还可以使用多个传感器进行读出。例如，使用依次地且平行于标尺方向布置的多个线传感器，由此可以使用例如2mm宽度的窄标尺，能用来在此处描述的实施方式中确定横向偏差。为了能够确定并优选地还测量横向方向，如所述可以借助于倾斜划线对码标尺进行编码，其中，线性斜率在读取头的线性传感器长度内变化，因此线性传感器的获取范围的长度大于绝对码的交替级联且在每种情况下具有不同排列的多个部分中的一部分的长度，排列的有利实施方式是例如至少大致+45°和-45°，然而，也可以使用其他线性斜率，例如从15°到75°范围内，优选地在30°和60°之间，特别地，不一定平行于读取方向。为了得到许多可用的划线，例如，在分析绝对位置期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置编码器的绝对码标尺(1)，所述位置编码器特别是线性位置编码器或者旋转编码器，所述绝对码标尺(1)由以下序列组成：‑具有第一主码周期长度(4)的第一绝对码序列(5)，该码序列(5)周期性连续，以及‑具有第二主码周期长度的至少一个第二绝对码序列(6)，该码序列(6)周期性连续，其中，所述第一绝对码序列(5)和所述至少一个第二绝对码序列(6)相对于彼此码字无关，并且其中，来自所述第一绝对码序列(5)的一个节(2)和来自所述至少一个第二绝对码序列(6)的一个节(3)沿着所述绝对码标尺(1)依次交替布置，并且其中，在来自同一绝对码序列(5/6)的不同节(2/3)中，绝对码序列(5/6)沿着此布置相对于彼此移位，特别是相位移位绝对码序列(5/6)的主周期长度的不同分数。

【技术特征摘要】
2015.07.24 EP 15178188.71.一种位置编码器的绝对码标尺(1)，所述位置编码器特别是线性位置编码器或者旋转编码器，所述绝对码标尺(1)由以下序列组成：-具有第一主码周期长度(4)的第一绝对码序列(5)，该码序列(5)周期性连续，以及-具有第二主码周期长度的至少一个第二绝对码序列(6)，该码序列(6)周期性连续，其中，所述第一绝对码序列(5)和所述至少一个第二绝对码序列(6)相对于彼此码字无关，并且其中，来自所述第一绝对码序列(5)的一个节(2)和来自所述至少一个第二绝对码序列(6)的一个节(3)沿着所述绝对码标尺(1)依次交替布置，并且其中，在来自同一绝对码序列(5/6)的不同节(2/3)中，绝对码序列(5/6)沿着此布置相对于彼此移位，特别是相位移位绝对码序列(5/6)的主周期长度的不同分数。2.根据权利要求1的绝对码标尺(1)，其特征在于，所述第一绝对码序列(5)和所述至少一个第二绝对码序列(6)均是二进制最大长度序列，特别地，其中，所述第一绝对码序列(5)和所述至少一个第二绝对码序列(6)均是单一最大序列到至少两个片段的划分，片段长度不具有任何公约数。3.根据权利要求1或2中任意一项的绝对码标尺，其特征在于，绝对码序列(5、6)的依次布置的邻接的节(2、3)被形成为具有对绝对码进行编码的码标记(19)的不同排列，特别地，其中，在各情况下，所述第一绝对码序列(5)形成为相对于所述绝对码标尺(1)的长度方向具有第一角度的条标记形式，所述至少一个第二绝对码序列(6)形成为相对于所述绝对码标尺(1)的长度方向具有与所述第一角度不同的至少一个第二角度的条标记形式，特别地，其中，基于读取码的从属关系，第一节(2)和至少第二节(3)能指派给所述第一绝对码序列(5)或所述至少一个第二绝对码序列(6)。4.根据权利要求1至3中任意一项的绝对码标尺，其特征在于，基于同一绝对码序列(5/6)的两个部分(2/3)相对于彼此的移位(16)，能确认沿着所述绝对码标尺(1)的绝对位置。5.根据权利要求1至4中任意一项的绝对码标尺，其特征在于，通过码标记(19)在码载体上的布置而形成所述绝对码标尺，在所述布置中，基于所述码标记(19)中的一个码标记的第一几何特性相对于第二码标记的第二几何特性的比，形成所述一个码标记的码值，特别地，其中，所述码载体相对于码读取单元(4)能移动，并且使用所述码读取单元(4)基于所述码标记(19)的数量的一部分的获取，能确认所述读取单元(4)相对于所述码载体的绝对位置。6.根据权利要求5的绝对码标尺，其特征在于，所述码值形成为所述码标记(19)中的一个码标记的几何扩展相对于所述码标记中的两个码标记之间的几何距离的相对比，特别是作为第一码标记和第二码标记的两个宽度和/或两个距离的比。7.根据权利要求5或6中任意一项的绝对码标尺，其特征在于，针对所述码标记(19)相对于彼此的多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯卡尔·乔迪尔，R·菲尔施，
申请(专利权)人：赫克斯冈技术中心，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH