Brevet FR2465998A1 — publié le 19810327

"Dispositif électrique numérique de mesure des longueurs et des angles, en particulier dispositif travaillant en absolu." La présente invention concerne un dispositif de me- sure des longueurs ou des angles, qui est un dispositif élec- trique numérique, en particulier un dispositif travaillant en absolu et qui comporte des moyens de balayage pour l'explora- tion d'au moins une échelle de mesure avec des groupes de code à pouvoir de résolution différent, ainsi que des moyens permettant de faire succéder, de façon univoque, des groupes de code à plus haut pouvoir de résolution à des groupes de code à pouvoir de résolution plus grossier. Les dispositifs de mesure de position sont destinés à mesurer des grandeurs géométriques (par exemple, longueur, angle) ou des grandeurs dérivées de celles-ci (par exemple, vitesse, accélération). Ils sont, par exemple, montés sur les machines-outils, les systèmes de commande, les instruments de mesure et de contrôle, les installations de fabrication auto- matiques et les robots industriels. 2-0 On connalt différents types de construction et systè- mes de fonctionnement. La demande de brevet allemand 27 44 699 donne une vue d'ensemble de ces dispositifs dp msure de posi- tion. Dans cette demande de brevet est aussi indiquée une méthode à double balayage qui permet de faire se succéder de façon univoque deux systèmes de mesure présentant un pouvoir de résolution différent (système de mesure fin ou de précision et système de mesure grossier). Une autre méthode à double balayage utilisée pour le couplage de deux systèmes de mesure de position est indiquée dans une étude de H.WALCHER, publiée dans "Archiv fur technisches Mess n und industrieller Messtechnik, ATM", août 1971, pages R 89 à R 104, fascicule 427. Dans le cas des systèmes de mesure à haut pouvoir de résolution et lorsqu'on couple deux systèmes de mesure à pouvoir de résolution différent, la dimension de la construc- tion et les frais augmentent fortement du fait de l'emploi de la méthode à double balayage, étant donné que les compo- sants électroniques d'interprétation des données sont aussi beaucoup plus importants. Les frais encourus pour les pistes, les organes de balayage et les composants électroniques d'interprétation des données augmentent encore lorsque l'on doit prévoir des bits de contrôle supplémentaires. De tels circuits de contr8le sont connus par la demande de brevet allemand DE-AS 27 48 320 et par la demande de brevet allemand DE-OS 28 25 038. La présente invention a pour objet de pallier les in- convénients de la méthode de succession connue et de mettre O10 au point un dispositif de mesure de position qui soit d'une structure simple et de dimensions réduites, et qui ne soit pas sujet à défaillances ou perturbations, tout en permettant cependant de faire se succéder, de façon univoque et sûre, les valeurs de code. La présente invention permet d'atteindre cet objectif, dans le cas d'un dispositif de mesure du type précité, par le fait que des signaux de balayage chiffrés (valeurs de code CW) d'au moins un groupe de code à pouvoir de résolution plus gros- sier (C2....Cn) sont connectés aux entrées d'adresse (SE) d'au moins une mémoire morte (S) (mé moire programma- ble (PROM), mémoire morte (ROM), combinaison logique programmable, (PLA) etc.mémoire qui stocke sous forme de tableau et en numérota- tion binaire, les variantes, obtenues par calcul, de ces va- leurs de code (CW) - par exemple, (CW + 1 pour les signaux en avance ou déphasés en avant, ou (CW + O) = CW pour les signaux non en avance ou non déphasés e avant -?et que ces variantes des valeurs de code (CW) sont commutées alternative- ment aux sorties (SA) de la mémoire morte (S), en fonction de l'état logique d'un signal de commande (CW1), qui est dérivé du groupe de code (C1) à plus haut pouvoir de résolution au moment considéré, et est connecté à une autre entrée d'adresse (SE) de la mémoire morte (S). Selon une autre caractéristique additionnelle du dis- positif de mesure proposé par 1 présente invention, on utilise de préférence des codes à un seul moment. Selon une autre caractéristique de la présente invention, on obtient, par double balayage, à partir de l'un des groupes de code à pouvoir de résolution plus grossier (C2....Cn), un signal de parité cui est synchronisé par le code fin (Cl) Selon une autre caractéristique de la présente inven- tion, le code fin (Cl) présente une piste en grille 1:1, et des signaux de balayage déphasés de 900 sont émis, une subdi- vision supplémentaire étant obtenue par formation de combinai- sons linéaires, par exemple au moyen de réseaux de résistances. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue d'une échelle de mesure avec pistes codées à pouvoir de résolution différent, ainsi qu'un diagramme de signaux; la figure 2 est un schéma-bloc montrant l'enchalne- ment de systèmes de mesure à pouvoir de résolution différent, du type absolu et/ou incrémental. Une échelle de mesure M comporte un code fin à un seul moment, qui se répète (code GRAY, 1 bit), et un code grossier à 4 bits à retard de phase (code GRAY naturel). Une ligne de lecture, non représentée, s'étend, de manière connue, trans- versalement aux pistes codées. Un organe de balayage A - qui est représenté ici auprès de l'échelle de mesure M - présente, pour chaque piste codée, des éléments sensibles à la lumière A1 à A5. Les signaux de balayage sont déclenchés (chiffrés) et amplifiés dans des étages formeurs d'impulsions I. Les signaux chiffrés se présentent sous la forme de valeurs de code CW aux entrées d'adresse SE d'une mémoire morte S. Dans cette mémoire morte (ROM, PROM, PLA, etc. sont stockées, sous forme de tableau, les variantes, obtenues par calcul, des valeurs de code CW. La variation, due au calcul, des valeurs de code sert à l'émission de signaux déphasés en avant ou non déphasés en avant. Comme-déjà mentionné au début de la présente demande, c'est, dans l'état actuel de la technique, le double balayage qui permet cette identification. Selon la présente invention, il est cependant prévu que, dans la première moitié de la période d'un système de mesure fin, la valeur de code grossier soit augmentée de 1 et ensuite divisée par 2, et que, dans la seconde moitié de la période du système de mesure fin, 2465998- la valeur de code grossier non modifiée soit divisée par 2 (chaque fois sans arrondir). Lorsque les groupes de code qui doivent se succéder ne doivent pas faire l'objet d'une exécu- tion avec double résolution, mais avec résolution multiple, il faut naturellement que le montant de l'addition et le divi- seur soient modifiés. Les variantes du code grossier, obtenues par calcul, sont mises en mémoire au préalable, sous forme de tableau, dans une mémoire morte. Comme mémoire morte, on peut utiliser des composants-ROM, PROM et PLA. Mais on peut aussi envisager l'emploi de mémoires mortes d'autres types. La mémoire fixe S présente les entrées d'adresse SE et les sorties SA. Selon la position des éléments de balayage A, une valeur de code déterminée CW2 se présente aux entrées d'adresse SE de la mémoire morte S. Une autre entrée d'adresse SE est reliée à un groupe de code C1 à plus haut pouvoir de résolution (système de mesure fin), lequel fournit périodique- ment, lors du balayage, au moins un signal qui sert de signal de commande pour le contenu de la mémoire. L'état logique CW + i - O logique pour le déphasage en avant du signal D 2 ainsi que 1 logique pour l'absence de déphasage en avant C' W2 - est déterminant pour la commutation, par alternance, du contenu momentané de la mémoire aux sorties SA de la mémoire morte S. Il rentre dans le cadre de la présente invention de coupler plus, chaque fois, qu'un système de mesure fin et un système de mesure grossier, et de synchroniser les valeurs mesurées par ces systèmes. La figure 2 est un schéma-bloc qui illustre de façon systématique l'enchatnement de systèmes de mesure à pouvoir de résolution différent. La synchronisation est, chaque fois, fournie par le code exploité dans la mémoire morte, avantageu- sement par un bit mis de plus en mémoire dans le tableau, une sortie supplémentaire de chaque mémoire fixe Si...... Sn four- nissant chaque fois le signal de commande pour le code plus grossier qui suit immédiatement. Des pistes de parité sont avantageusement associées aux groupes de code grossier, en vue d'éviter les erreurs, ces pistes pouvant, de manière connue, etre exploitées en duplicate avec la piste de code plus fin. Il est en outre avantageux que la piste codée la plus fine soit réalisée sous forme de piste en grille 1:1. On peut obtenir une subdivision supplémentaire au moyen de réseaux de résistances connus et d'un balayage 0 -90 . Les valeurs mesurées avec un dispositif de mesure de position de ce type peuvent faire l'obJet d'un traitement ulté- rieur dans un indicateur de position ou dans un dispositif à commande numérique ou équivalent. La présente invention ne se limite pas non plus au balayage photoélectrique, mais peut aussi être appliquée aux méthodes électriaues, magnétiques, mécaniques et autres métho- des d'exploration, dans la mesure o les pistes codées sont réalisées en conséquence. La présente invention ne se limite pas non plus aux systèmes de mesure absolus, mais peut aussi être mise en oeuvre avec les systèmes de mesure par incréments. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure des longueurs ou des angles, oui est un dispositif électrique numérique, en particulier dis- positif travaillant en absolu et qui comporte des moyens de balayage pour l'exploration d'au moins une échelle de mesure avec des groupes de code à pouvoir de résolution différent, ainsi que des moyens permettant de faire succéder, de façon univoque, des groupes de code à plus haut pouvoir de résolution a des groupes de code à pouvoir de résolution plus grossier, caractérisé en ce que des signaux de balayage chiffrés (valeurs de code CW) d'au moins un groupe de codesà pouvoir de résolu tion plus grossier (C2.... Cn) sont connectés aux entrées d'adresse (SE) d'au moins une mémoire morte (S) (PROM, ROM, PLA, etc.), mémoire qui stocke, sous forme de tableau et en numérotation binaire, les variantes, obtenues par calcul, de ces valeurs de code (CW) - par exemple, (CW + 1) pour les si- gnaux d'avance ou déphasés en avant, ou (CW + O) = CW pour les signaux non déphasés en avant -, et en ce que ces variantes des valeurs de code (CW) sont commutées alternativement aux sorties (SA) de la mémoire morte (S), en fonction de l'état logique d'un signal de commande (CW1), qui est dérivé du groupe de code (C1) à plus haut pouvoir de résolution au moment considéré, et est connecté à une autre entrée d'adresse (SE) de la mémoire morte (S). 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise de préférence descodes à un seul moment. 3. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on obtient,par double balayage, à partir de l'un des groupes de code à pouvoir de résolution plus grossier (C2....... Cn), un signal de parité qui est synchronisé par le code fin (Cl). 4. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le code fin (C1) présente une piste en grille 1:1, et en ce que des signaux de balayage déphasés de 90 sont émis, une subdivision supplémen- taire étant obtenue par formation de combinaisons linéaires, par exemple,' au moyen de réseaux de résistances.