位置测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有承载体(12)和第一至第三扫描单元(20.1至20.3)的位置测量装置(10)。第一测量分区(14.1)包括多个沿第一测量方向(X)周期性排列的分区结构(16.1)，其中，第一测量分区(14.1)的分区结构(16.1)分别平行于第一方向(P1)延伸。第二测量分区(14.2)包括多个沿第二测量方向(Y)周期性排列的分区结构(16.2)，其中，第一测量方向(X)和第二测量方向(Y)彼此垂直伸延。参考标记(18)在第二方向(P2)上延伸，其中，第一方向(P1)和第二方向(P2)彼此间形成不同于0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】位置测量装置


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的位置测量装置。

技术介绍

[0002]从DE 102018 108 882 A1已知这种类型的位置测量装置。在线性标尺中，参考原点标记排列和倾斜原点标记排列(其是倾斜标记排列)设置在原点标记区域中。由于参考原点标记排列平行于X坐标，因此正确地产生X方向原点信号。另一方面，对于Y方向(在其上未设置原点标记)探测在参考原点标记与倾斜原点标记之间的间距。根据该间距来确定Y方向绝对位置。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于给出一种位置测量装置，其简单且紧凑地构造，并且利用该位置测量装置实现在垂直于主测量方向伸延的另一(第二)测量方向上精确地确定绝对位置信息。
[0004]根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的位置测量装置来实现。
[0005]根据本专利技术构造的位置测量装置包括：具有第一测量分区(Messteilung)、第二测量分区和参考标记的承载体；用于扫描第一测量分区并且用于产生第一扫描信号的第一扫描单元；用于扫描第二测量分区并且用于产生第二扫描信号的第二扫描单元；和用于扫描参考标记并且用于产生参考脉冲的第三扫描单元。第一测量分区包括多个沿第一测量方向(主测量方向)周期性排列的分区结构。第一测量分区的分区结构分别平行于第一方向延伸。第二测量分区包括多个沿第二测量方向周期性排列的分区结构。第一测量方向和第二测量方向相互垂直地伸延。参考标记沿第二方向延伸。第一方向和第二方向彼此间形成不同于0/>°
的角度。位置测量装置构造成使得根据第一扫描信号和参考脉冲确定参考脉冲的相位位置。
[0006]参考脉冲的相位位置优选地反映在第二测量方向上的绝对位置信息。
[0007]有利的是，参考脉冲的相位位置相对于由第一扫描信号确定的参考相位位置定义，并且处在
‑
90
°
至+90
°
的范围内，优选
‑
60
°
至+60
°
的范围内。
[0008]参考相位位置优选地相应于第一扫描信号的信号曲线的位置，在该位置中第一扫描信号具有正值和相等的瞬时值。
[0009]参考相位位置尤其位于第一扫描信号的通过参考脉冲确定的信号周期内。
[0010]有利地，参考标记不具有在第一方向上(尤其平行于第二测量方向)延伸的参考标记结构。
[0011]第一测量分区和参考标记优选地彼此相邻地沿第二测量方向排列。第二测量分区和参考标记例如彼此相邻地沿着第二测量方向排列。
[0012]备选地，参考标记可以是集成到第一测量分区或第二测量分区中的参考标记。
[0013]优选地，第一至第三扫描单元是集成到共同的扫描头单元中的扫描单元。位置测
量装置尤其被构造用于确定第二测量方向上的绝对位置信息，而不会发生在第二测量装置中在扫描头单元与承载体之间的相对运动。由此为了在第二测量方向上建立第二测量分区的绝对参考，可以省去扫描头单元相对于承载体在第二测量方向上的运动。
[0014]第一测量分区和第二测量分区尤其是递增分区。
[0015]第一扫描信号可以具有由第一测量分区确定的信号周期。第二扫描信号可以具有由第二测量分区确定的信号周期。例如，第一扫描信号的信号周期和第二扫描信号的信号周期大小相等。
[0016]优选地，第一扫描信号和第二扫描信号分别为两个正弦的且彼此相对移相的周期性的扫描信号，尤其分别为两个彼此相对移相90
°
的扫描信号。
[0017]第二测量方向上的绝对位置信息尤其理解为第二测量方向上的第一绝对位置和/或第二测量方向上的第二绝对位置。第二测量方向上的第一绝对位置也可以称为第二测量方向上的粗略的绝对位置。第二测量方向上的第二绝对位置也可以称为第二测量方向上的精细的绝对位置。
[0018]第一测量分区的分区结构和第二测量分区的分区结构尤其分别包括分区割线(Teilungsstrich)。分区割线可以沿其走向具有相等的宽度并且连续地构造。备选地，分区割线也可以沿其走向中断，例如用于产生在多个分区割线上延伸的完整的参考标记。
[0019]通过本专利技术，在充分利用参考标记的倾斜位置的情况下实现精确地确定第二测量方向上的绝对位置信息。倾斜位置意味着，参考标记与第一测量分区的分区结构不同地取向或定向。参考标记一方面用于在第一测量方向上建立第一测量分区的绝对参考，另一方面，参考标记用于在第二测量方向上建立第二测量分区的绝对参考。由此可以省去用于在第二测量方向上建立第二测量分度的绝对参考的附加器件，尤其例如设计为伪随机码的附加参考标记或绝对分区。这又实现简单和紧凑的构造以及降低扫描的复杂性。
[0020]本专利技术的优点是，参考标记信号(即，通过扫描参考标记得到的参考脉冲)仍然可用于评估在第一测量方向上的相对位置或绝对位置，或者仍然保持可兼容。
[0021]本专利技术的有利改进方案由从属权利要求得到。
附图说明
[0022]本专利技术的其它细节和优点依据结合附图对本专利技术的可能设计方案的以下描述来阐述。其中图1示出了示例性的具有承载体和扫描构件组的位置测量装置的透视图，该扫描构件组具有第一至第三扫描单元；图2A示出了根据图1的位置测量装置在扫描构件组的区域中在第一状态下的详细视图；图2B示出了根据图1的位置测量装置在扫描构件组的区域中在第二状态下的详细视图；图3示出了位置测量装置的示例性评估单元的框图，该评估单元具有用于确定参考脉冲的相位位置的单元；图4是位置测量装置的示例性评估单元的框图，该评估单元具有用于确定第一绝对位置的单元和用于确定第二绝对位置的单元；
图5示出了在根据图3的评估单元中处理的信号的示例性信号曲线；图6示出了用于说明在第一绝对位置与参考脉冲的相位位置之间的示例性线性关系的示意图；和图7示出了位置测量装置的示例性信号处理单元的框图。
具体实施方式
[0023]相同的元件或功能相同的元件在这些图中设有相同的附图标记。
[0024]示例性的位置测量装置10在图1和2A、2B中示出。位置测量装置10用于测量两个可彼此相对移动的物体在第一测量方向X和第二测量方向Y上的相对位置。第一测量方向X相应于参照参考轴线O定义的切向方向。第二测量方向Y相应于平行于参考轴线O伸延的方向。第一测量方向X也可以称为周向方向。第二测量方向Y也可以称为轴向方向。第一测量方向X为主测量方向。
[0025]位置测量装置10具有承载体12和扫描构件组，该扫描构件组具有第一至第三扫描单元20.1至20.3。承载体12具有第一测量分区14.1、第二测量分区14.2和参考标记18。第一扫描单元20.1用于扫描第一测量分区14.1并且用于产生第一扫描信号。第二扫描单元20.2用于扫描第二测量分区14.2并且用于产生第二扫描信号。第三扫描单元20.3用于扫描参考标记18并且用于产生参考脉冲。第一至第三扫描单元20.1至20.3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种位置测量装置(10)，带有：承载体(12)，所述承载体具有第一测量分区(14.1)、第二测量分区(14.2)和参考标记(18)；第一扫描单元(20.1)，用于扫描所述第一测量分区(14.1)并且用于产生第一扫描信号(22.1)；第二扫描单元(20.2)，用于扫描所述第二测量分区(14.2)并且用于产生第二扫描信号(22.2)；和第三扫描单元(20.3)，用于扫描所述参考标记(18)并且用于产生参考脉冲(24)；其中，所述第一测量分区(14.1)包括多个沿第一测量方向(X)周期性排列的分区结构(16.1)，其中，所述第一测量分区(14.1)的分区结构(16.1)分别平行于第一方向(P1)延伸；其中，所述第二测量分区(14.2)包括多个沿第二测量方向(Y)周期性排列的分区结构(16.2)，其中，所述第一测量方向(X)和所述第二测量方向(Y)相互垂直地伸延，其中，所述参考标记(18)沿第二方向(P2)延伸，其中，所述第一方向(P1)和所述第二方向(P2)彼此间形成不同于0
°
的角度(α)，其特征在于，所述位置测量装置(10)构造成使得根据所述第一扫描信号(22.1)和所述参考脉冲(24)来确定所述参考脉冲(24)的相位位置(32)。2.根据权利要求1所述的位置测量装置(10)，其中，所述位置测量装置(10)构造成使得根据所述参考脉冲(24)的相位位置(32)来确定在所述第二测量方向(Y)上的第一绝对位置(36.1)。3.根据权利要求2所述的位置测量装置(10)，其中，所述位置测量装置(10)构造成使得在使用预定的关联规则的情形下确定在所述第二测量方向(Y)上的第一绝对位置(36.1)，用于将所述参考脉冲(24)的相位位置(32)与在所述第二测量方向(Y)上的第一绝对位置(36.1)相关联。4.根据权利要求2所述的位置测量装置(10)，其中，所述位置测量装置(10)构造成使得在使用预定的换算因子的情形下确定在所述第二测量方向(Y)上的第一绝对位置(36.1)。5.根据前述权利要求中任一项所述的位置测量装置(10)，其中，所述位置测量装置(10)构造成使得根据从所述第一扫描信号(22.1)导出的相位信号(28)来确定所述参考脉冲(24)的相位位置(32)。6.根据权利要求2至5中任一项所述的位置测量装置(10)，其中，所述位置测量装置(10)构造成使得根据所述参考脉冲(24)的相位位置(32)和所述第二扫描信号(22.2)来确定在所述第二测量方向(Y)上的第二绝对位置(36.2)。7.根据权利要求6所述的位置测量装置(10)，其中，所述位置测量装置(10)构造成使得以第一分辨率进行对所述第二测量方向(Y)上的第一绝对位置(36.1)的确定，并且以第二分辨率进行对所述第二测量方向(Y)上的第二绝对位置(36.2)的确定，其中，所述第一分辨率低于所述第二分辨率。8.根据权利要求6或7所述的位置测量装置(10)，其中，所述位置测量装置(10)构造成使得根据从所述第二扫描信号(22.2)导出的相位信号(60)来确定在所述第二测量方向(Y)
上的第二绝对位置(36.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：约翰内斯，
类型：发明
国别省市：