自适应参考标记检测过程制造技术

一种编码器装置，包括相对于标尺可移动的读头，所述读头被配置用于产生位置信号，以及当所述读头经过所述标尺上的参考标记时产生参考标记信号，该编码器装置被配置使得用于产生所述参考标记信号的所述过程响应于环境变化而自动适配，以便至少贯彻维持所述位置与参考标记信号之间的给定关系。

Adaptive Reference Marker Detection Process

An encoder device includes a reader that is movable relative to a ruler and is configured to generate a position signal and a reference mark signal when the reader passes through a reference mark on the ruler. The encoder device is configured so that the process used to generate the reference mark signal is automatically adapted in response to environmental changes in order to at least implement and maintain it. A given relationship between the position and the reference mark signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自适应参考标记检测过程本专利技术涉及一种编码器装置，具体涉及一种包括一个或多个参考标记的编码器装置。用于测量两个构件的相对位移的已知形式的编码器装置包括：一个构件上的标尺和另一个构件上的读头。标尺包括一系列标尺标记，例如定义图案的亮线和暗线。读头具有响应于合成图案的传感器，从所述合成图案中生成位置信号，并且从所述合成图案中可以确定标尺和读头的相对位移的度量。在周期性图案中具有其标记的标尺被称为增量标尺，并且读头的传感器通常被布置用于产生一对正交相位信号。这种编码器装置可以是光学的、磁性的、电容的或电感的。在EP514081和EP543513中描述了这种光学装置的示例。还已知的是提供具有标记的标尺，所述标记限定一系列可唯一地识别的位置，这通常称为绝对标尺。还已知的是，对于设置有一个或多个参考标记的标尺，当通过读头检测时，所述参考标记提供参考标记信号使得能够确定读头的预定参考位置。为了使参考标记信号有用，其相对于其他标尺特征的位置必须是已知的并且必须是可重复的。换句话说，由参考标记通道所产生的参考标记信号必须与相应的位置(例如，增量和/或绝对)信号正确对准，并且其与位置信号的关系(例如，其位置)在依赖参考标记的操作期间不得随时间改变。存在各种校准技术以确保最初获得参考标记和位置信号的对准(例如，如WO2007/052052中描述的)。然而，这种对准会随着时间推移或随着使用而降级。例如，由于电子部件的漂移、读头对准的变化、环境变化(例如温度、环境照明)等可能发生这种降级。已知的是在编码器中提供自动增益控制(AGC)以便维持特定的信号幅度。例如，在光学增量编码器中，已知的是控制读头光源的亮度以便维持增量信号的特定幅度。例如，如果AGC过程识别出增量信号的幅度减小，则已知的是增加光源的亮度以补偿这一点。如果增量和参考标记轨道有共同的光源，则AGC过程可能会对增量和参考标记信号具有影响。AGC还用于其他编码器类型，例如磁性编码器。例如，DE29614974公开了一种用于磁性编码器的AGC形式，以用于温度补偿。DE29614974还公开了使用限幅器电路，对所述限幅器电路进行温度补偿以对参考信号进行信号整形。WO2007/057645描述了一种用于监测参考标记选通脉冲和参考标记脉冲的相位对准降级并且在检测到显著降级时生成警告信号的方式。如果接收到这种警告信号，则操作员可以采取适当的动作，例如关掉机器和/或重新校准参考标记。本专利技术涉及一种改进的编码器装置。具体地，本专利技术涉及一种编码器装置，所述编码器装置被配置用于主动地维持增量与参考标记信号之间的给定/特定(例如，期望的)关系。根据本专利技术的第一方面，提供了一种编码器装置，包括相对于标尺可移动的读头，其被配置用于产生位置信号，以及当所述读头经过所述标尺上的参考标记时产生参考标记信号，被配置使得用于产生所述参考标记信号的所述过程响应于环境变化而自动适应，以便至少贯彻维持所述位置与参考标记信号之间的给定/特定(例如，预设的)关系。根据本专利技术的编码器装置可以自动地采取动作以便试图保持位置与参考标记信号之间的给定/特定关系。这可以提供一种更灵活的编码器装置。例如，其可以帮助改进和/或确保参考标记信号的可重复性，尽管环境变化会以其他方式影响位置与参考标记信号之间的关系。当不可能或不希望重新校准编码器装置时，这可能是特别有用的。可选地，位置信号可以指示/用于确定标尺和读头的实际/绝对位置。可选地，位置信号可以指示/用于确定标尺和读头的相对位置的变化。因此，位置信号可以指示标尺和读头的相对移动。如将理解的，各种环境变化可以(在本专利技术之外)潜在地影响位置与参考标记信号之间的关系。环境变化可以是影响(例如，已知会影响)位置与参考标记信号之间的关系的检测到的和/或已知的某变化。因此，环境变化可能是导致位置与参考标记信号之间的关系发生变化的因素。例如，在编码器装置包括用于照亮标尺的光源的那些实施例中，环境变化可以是光源亮度的变化。其他示例包括环境照明的变化、(编码器装置内部的或外部的)温度变化。因此，这种环境变化可以在编码器装置外部，并且可选地在编码器装置的读头外部。例如，所述变化可以是环境照明和/或环境温度的变化。环境变化可以由编码器装置所提供的传感器确定，例如通过读头(例如，在其中/其上)。可选地，环境变化可以在编码器装置内部，并且可选地在编码器装置的读头内部。例如，在编码器装置包括用于照亮标尺的光源的那些实施例中，变化可以是用于照亮标尺的光源亮度的变化。可以提供传感器(例如，光电二极管)来检测这种变化。可选地，可以通过监测用于控制编码器装置的操作(例如，用来控制光源)的因素(例如，信号、变量等)来确定这种变化。可选地，环境变化可以是位置与参考标记信号之间的关系的经检测变化，和/或用于生成所述位置和参考标记信号的信号。因此，环境变化可能是某其他变化的影响/结果。例如，在选通脉冲用于对预定参考标记脉冲进行选通的那些实施例中(以下更详细地解释)，环境变化可以是选通脉冲的变化(例如，其边界位置的变化，如其上升沿和/或下降沿)。位置与参考标记信号之间的给定/特定关系可以是例如经由校准/设置过程预设/预定的。例如，编码器装置可以包括一种模式，在所述模式期间，基于(多个)编码器的传感器输出(例如，在相对于位置信号的预定位置处的信号(如下面描述的DIFF信号)的值)来设置变量(例如，阈值，如以下更详细解释的那些)。例如，位置与参考标记信号之间的预设/预定关系可以是经由过程/模式所建立的关系，其中，选择位置与参考标记信号之间的关系。例如，可以选择多个预定/可能关系中的一种，例如，通过分析编码器的探测器的输出。因此，编码器装置可以被配置用于贯彻维持在编码器装置的校准/设置期间所确定的位置与参考标记信号之间的关系。位置与参考标记信号之间的关系可以包括位置和/或参考标记信号的幅度。位置与参考标记信号之间的关系可以包括位置与参考标记信号之间的位置关系。换句话说，位置与参考标记信号之间的关系可以包括产生参考标记信号的位置(例如，相对于位置信号)。换句话说，用于产生参考标记信号的过程可以响应于环境变化而自动适应，以便至少贯彻维持产生参考标记的给定位置(例如，位置与参考标记信号之间的给定相对位置)。参考标记的位置可以包括参考标记信号的中心的位置。参考标记的位置可以包括参考标记信号的一个或两个沿/末端的位置。位置与参考标记信号之间的关系可以包括位置与参考标记信号之间的相位。给定/特定关系不一定是单个位置/相位值。而是，例如，给定/特定关系可以包括期望的位置/相位值范围/带，在所述期望的位置/相位值范围/带内，期望相对于位置信号维持参考标记信号。用于产生参考标记信号的过程可以在处理来自标尺的信号时使用至少一个变量来确定参考标记的通过。可以响应于所述变化的环境自动适应至少一个变量。读头可以包括至少一个参考标记传感器，该参考标记传感器被布置/配置用于当读头经过参考标记时感测参考标记。这可以是同一传感器，或者与被布置用于感测其他标尺/位置特征的传感器不同的传感器，例如，增量/绝对标尺特征。参考标记信号可以是至少一个参考标记传感器的直接输出。可选地，适配适应所述过程可以包括将偏移和/或增益应用/适应于直接输出。编码器装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种编码器装置，包括相对于标尺可移动的读头，其被配置用于产生位置信号，以及当所述读头经过所述标尺上的参考标记时产生参考标记信号，所述编码器装置被配置使得用于产生所述参考标记信号的所述过程响应于环境变化而自动适配适应，以便至少贯彻维持所述位置与参考标记信号之间的给定关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.25 EP 16275078.01.一种编码器装置，包括相对于标尺可移动的读头，其被配置用于产生位置信号，以及当所述读头经过所述标尺上的参考标记时产生参考标记信号，所述编码器装置被配置使得用于产生所述参考标记信号的所述过程响应于环境变化而自动适配适应，以便至少贯彻维持所述位置与参考标记信号之间的给定关系。2.如权利要求1所述的编码器装置，其中，所述位置与所述参考标记信号之间的所述给定关系是在所述编码器装置的校准期间确定的关系。3.如权利要求1或2所述的编码器装置，其中，所述位置与所述参考标记信号之间的所述关系包括所述位置与所述参考标记信号之间的位置关系。4.如任一前述权利要求所述的编码器装置，被配置使得用于产生所述参考标记信号的所述过程分析以下的信号以在所述读头经过所述参考标记时感测所述参考标记：从布置在所述读头中的至少一个参考标记传感器的输出而获得的信号。5.如权利要求4所述的编码器装置，被配置使得用于产生所述参考标记信号的所述过程在处理从所述至少一个参考标记传感器的输出而获得的所述信号中，使用至少一个变量，所述变量响应于所述环境变化而被适配适应。6.如权利要求5所述的编码器装置，其中，所述至少一个变量包括阈值，针对所述阈值来比较从所述至少一个参考标记传感器的输出而获得的所述信号，以确定参考标记的经过、和/或施加到从所述至少一个传感器的输出而获得的所述信号的偏移。7.如权利要求6所述的编码器装置，包括多个阈值，针对所述多个阈值来比较从所述至少一个参考标记传感器的输出而获得的所述信号，以确定参考标记的经过，其中，所述编码器装置被配置用于响应于...

【专利技术属性】
技术研发人员：科林·基思·豪利，西蒙·艾略特·麦克亚当，
申请(专利权)人：瑞尼斯豪公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB