(57)【要約】【課題】      本発明の課題は、測定尺を監視する際に、位置検出ユニットを用いて位置の値を作る位置測定装置の機能をテストする方法をさらに改善することである。  【解決手段】  補正値（Ｎｐｖ１，Ｎｐｖ２）が、位置測定装置（１）において二つの異なるメモリアドレス下でメモリされていることと、  位置測定装置（１）が、制御値と所属する位置の値の間の一定の数学的関係を形成するために、一方のメモリアドレス下の補正値（Ｎｐｖ１）までアクセスし、評価ユニット（３）が、制御値と所属する位置の値の間の数学的関係の存在をテストする際に、もう一方のメモリアドレス下の補正値（Ｎｐｖ２）までアクセスすることにより解決される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定尺を監視する際に、位置検出ユニットを用いて位置の値を作る位置測定装置の機能テストを実施する方法であって、
この場合、機能テストに関して、
ａ）位置測定装置において、少なくとも一つの制御値が作り出され、この制御値が位置の値の一つに対して一定の数学的関係を有しており、この制御値に、パラメータとして、位置測定装置内にメモリされる補正値が入り込み、
ｂ）制御値が、所属する位置の値と協働して、位置測定装置の後方に設けられた評価ユニットに転送され、
ｃ）この評価ユニットにおいて、制御値と位置の値の間の数学的関係の存在がテストされる方法において、
補正値（Ｎｐｖ１，Ｎｐｖ２）が、位置測定装置（１）において二つの異なるメモリアドレス下でメモリされていることと、
位置測定装置（１）が、制御値と所属する位置の値の間の一定の数学的関係を形成するために、一方のメモリアドレス下の補正値（Ｎｐｖ１）までアクセスし、評価ユニット（３）が、制御値と所属する位置の値の間の数学的関係の存在をテストする際に、もう一方のメモリアドレス下の補正値（Ｎｐｖ）までアクセスすることを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも一つの制御値と所属する位置の値が、位置測定装置（１）の測定値記録装置（１１）を使用して、所属する測定尺を走査する際に作られる位置データから互いに独立して作られることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
補正値（Ｎｐｖ１，Ｎｐｖ２）がメモリされているメモリアドレスがどちらも、メモリユニット（１５）のメモリセル（１６，１７）毎に所属していることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
メモリユニット（１５）が、不揮発性のメモリにより形成されることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
他のメモリアドレス下で記憶された補正値（Ｎｐｖ２）が、位置測定装置（１）の運転開始の際、評価ユニット（３）に転送されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
少なくとも一つの制御値と所属する位置の値が、補正値（Ｎｐｖ１，Ｎｐｖ２）により決定される付加的な値により区別されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
補正値が位置の値のゼロ点移動を示すことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
処理ユニット（３）が制御装置（Ｓ）の構成部品であり、この制御装置が制御信号を作るための位置の値を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
制御装置（Ｓ）が、工作機械（Ｗ）を制御するために使用されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
−測定尺（Ｍ）を走査する際に、位置の値を作るためのかつ制御値を作るための、位置検出ユニット（１０）と所属する処理ユニット（１２）とを備え、この場合、制御値が位置の値の一つずつに対する一定の数学的関係を有しており、
−補正値を記憶するためのメモリユニット（１５）を備え、この補正値がパラメータとして、互いに所属する位置の値と制御値の間の数学的関係に関与し、
−制御値と位置の値の間の数学的関係をテストするための、位置測定装置（１）の後方に接続された評価ユニット（３）を備えている、特に請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法を実施するための位置測定装置において、
補正値（Ｎｐｖ１，Ｎｐｖ２）が、メモリユニット（１５）において二つの異なるメモリアドレス下でメモリされており、したがって、位置測定装置（１）が、制御値と所属する位置の値の間の数学的関係を形成するために、一方のメモリアドレス下の補正値（Ｎｐｖ１）までアクセスし、評価ユニット（３）が、制御値と所属する位置の値の間の数学的関係の存在をテストするために、もう一方のメモリアドレス下の補正値（Ｎｐｖ２）までアクセスすることができることを特徴とする位置測定装置。
【請求項１１】
補正値（Ｎｐｖ１，Ｎｐｖ２）がメモリされているメモリアドレスがどちらも、メモリユニット（１５）のメモリセル（１６，１７）の各々を指し示していることを特徴とする請求項１０記載の位置測定装置。
【請求項１２】
メモリユニット（１５）が、不揮発性のメモリにより形成されるように構成されていることを特徴とする請求項１１記載の位置測定装置。
【請求項１３】
処理ユニット（３）が、電気的制御装置（Ｓ）の構成部品であり、この
電気的制御装置が、制御信号を作るための位置の値を評価するように構成されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一つに記載の位置測定装置。
【請求項１４】
電気的制御装置（Ｓ）が、工作機械（Ｗ）を制御するために形成されており、かつ設けられていることを特徴とする請求項１３記載の位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による位置測定装置のための機能テストを実施する方法と、請求項１０の上位概念によるこの方法を実施するための位置測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置測定装置は、位置データ要素を作るための位置検出ユニットを備え、この位置データ要素は位置測定装置の処理ユニットに引渡され、この位置データ要素から処理ユニットにおいて位置の値が作られる。その際、位置検出ユニットを用いて位置データを作ることは、測定尺に対して位置検出ユニットが相対運動を行う間に、位置検出ユニットの測定値記録装置を使用して、測定尺（測定目盛）を走査、例えば光学的に走査することにより行われる。位置検出ユニットの測定値記録装置が、例えば磁気的あるいは光学的走査原理による公知の方法で働く場合、測定値記録装置は磁気的検出器あるいは光学的検出器（フォト検出器）を備え、これらの検出器は、所属する測定尺（測定目盛）を走査する際、電気的信号を作る。この電気的信号は位置の値を作り出すためのデジタル位置データ要素として処理ユニットに転送される。
【０００３】
一方においては位置検出ユニットが、他方においては測定尺が、例えば工作機械の機械部品の形で、二つの互いに可動な物体の一つ毎に設けられることにより、一方の物体のその都度の位置を、もう一方の物体に対して検出することができ、しかも測定尺のタイプに依存して、（コードトラックにより形成された測定尺を使用した場合）絶対位置の形かあるいは（測定尺としての数値性でかつ周期的な測定目盛を使用した場合）相対的位置変化の形のどちらかで検出することができる。両物体の運動の様式に互いに依存して、位置測定装置は、一方においては測長のために、他方においては測角のために形成されている。
【０００４】
処理ユニットにおいて位置データから作り出され、評価のために位置測定装置の後方に設けられた評価ユニット（従属電子機器）に転送される位置の値が、電子工学的な機能不良すなわち故障により偽造されないことを保証するために、位置測定装置において、さらに位置の値に対して、少なくとも一つの、位置の値の一つに対して一定の数学的関係を有する制御値を作り出すことにより、位置測定の際に機能テストが行われる。この場合この数学的関係において、位置測定装置のメモリに記憶されている補正値が入力される。
【０００５】
制御値は、位置の値と協働して位置測定装置の後方に設けられた評価ユニット（従属電子機器）に転送される。この評価ユニットは、位置測定装置で作り出される位置の値に依存して、工作機械を制御する機械制御部の構成部品である。これについて、評価ユニットにおいて、及び位置測定装置それ自体においてもすでに若干使用されている場合、多数の個別の位置の値から、例えば、時間に関する個別の位置の値の変化としての速度値と、時間に関する個別の速度値の変化としての加速度値のような、構成されたかあるいは誘導された値を形成することができる。したがって目下のところ、“位置の値”という用語は、速度、加速度および瞬間的な運動のような、その都度多数の個別の位置の値から構成されたかあるいは誘導された値も含む。しかしながら、主たる使用領域は、位置測定装置の狭い意味での個別の位置の値を評価ユニットへ転送することであり、それにより、この位置の値から、場合によっては、例えば速度及び加速度のような機械を運転あるいは制御するのに必要な他の量が形成される。
【０００６】
さらに、評価ユニット（従属電子機器）において、制御値と所属する位置の値の間に予想される数学的関係があるかどうかがテストされ、しかも位置測定装置のメモリに記憶され、このために従属電子機器に転送される補正値を使用することによりテストされる。したがって、その都度の位置の値が従属電子機器に転送される前に、例えば位置測定装置内で作られる位置の値は、いわゆるゼロ点移動値の形のオフセット値が規則的に加えられる。これにより、位置測定装置の配設の各様式のために、工作機械等には、一定の参照位置（いわゆるゼロ位置）が作られる。適切なゼロ点移動値は、通常、位置測定装置を使用開始の際に決定される。
【０００７】
ゼロ点移動値が加えられる位置の値以外に、位置測定装置において、制御値と呼ばれる第二の位置の値を作ることができ、この第二の位置の値は、ゼロ点移動値が加えられておらず、かつゼロ点移動値が加えられる（実際の）位置の値の一つずつのように、同じ位置測定値にその都度（同じ位置データとして）関連する。この場合、その都度の制御値と所属する位置の値は、互いに独立して作られるのが好ましい。
【０００８】
ゼロ点移動値が加えられる位置の値と同様ゼロ点移動値が加えられない制御値も、位置測定装置の後方に設けられた従属電子機器へ転送されることにより、個別の位置の値とその都度所属する（測定値記録装置により作られる同じ位置データに関連した）制御値との比較を行うことができる。従属電子機器において、所属する制御値と位置の値を互いに比較することにより、これらの値の間に予想される数学的関係があるかどうかがテストされ、しかも、このために位置測定値のメモリから読み出される、この数学的関係にインプットされる補正値を使用することによりテストされる。
【０００９】
この機能テストにあって、たしかにこのような欠陥は識別できないが、この欠陥は位置測定値のメモリの決められたメモリセルのハードウェア不良に基づいている。位置測定値のメモリにおけるハードウェア不良に基づく補正値の偽造は、後方に設けられた従属電子機器において位置の値と所属する制御値の間の数学的関係のテストが遅れた場合と同じようにして、位置測定値において補正値を作る際におきる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって本発明の根底をなす課題は、その信頼性を考慮して、冒頭に述べた様式の位置測定装置の機能をテストする方法をさらに改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明によれば請求項１の特徴を備えた方法を提供することにより解決される。
【００１２】
それによれば、補正値が、位置測定装置において二つ異なるメモリアドレス下で、すなわち二つの異なるメモリセル内で各々一度収納され、この場合、位置測定装置において制御値を作るために、第一メモリアドレス下で一方のメモリセル内にメモリされた補正値までアクセスされ、かつ従属電子機器における制御値と所属する位置の値の間の数学的関係をテストする際に、第二メモリアドレス下でもう一方のメモリセル内にメモリされた補正値までアクセスされる。
【００１３】
位置測定装置のメモリ内のハードウェアの欠陥は、異なるメモリアドレス内で異なるメモリセル内にメモリされる補正値に、通常様々な方法で影響を及ぼすので、位置測定装置のメモリ内の欠陥は、本発明により機能テストを実施する場合、位置測定装置において制御値を作る際に使用される所属する位置の値に対する数学的関係が、後続して設けられた従属電子機器において後付けできないということにより認識できる。すなわち、各々数学的関係において、パラメータとしてインプットされた補正値は、一方においては位置測定装置で使用する際に、また他方においては従属電子機器で使用する際に、異なるメモリセルから読み出すので、メモリ内にハードウェアの欠陥がある場合、同じ値にならない。
【００１４】
この場合、一方においては、位置の値あるいは制御値を作り出す際に位置測定装置により使用される補正値、また他方においては、制御値と所属する位置の値の間の数学的関係をテストする際に従属電子機器により使用される同一の補正値がメモリされているメモリアドレスはどちらも、同じメモリユニットに所属することができる。従って、二つ異なるメモリセル内において、同じデータメモリをメモリすることができる。この際、所属するメモリアドレスはこれらのメモリセルの一つずつに指令を出す。これに関しては、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であるのが好ましい。
【００１５】
位置の値とその都度所属する制御値の間の数学的関係は、簡単な方法でオフセット値により形成することができる。すなわち位置の値とその都度所属する制御値は、付加的なパラメータ、例えば先にふれたゼロ点移動値とは異なる。
【００１６】
本発明による方法を実施することができる位置測定装置は、請求項１０の特徴をなしている。
【００１７】
この位置測定装置の好ましい形態は、請求項１０に従属した請求項において挙げてある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のこれ以上の詳細及び長所を以下の実施例の説明において図を用いて詳しく説明する。
【実施例】
【００１９】
図１には、通信モジュール２とこの通信モジュールの後続して接続する接続部分２５を介して従属電子機器３に接続している位置測定装置１が示してある。
【００２０】
位置測定装置１は測定値記録装置１１を備えた位置検出ユニット１０を備え、この測定値記録装置は、測定尺（測定目盛Ｍ）を監視するために、磁気的、光学的あるいはそれ以外の適切な物理的原理に従って形成されており、かつ測定目盛Ｍ（デジタル）を監視する際、位置データ要素を作り出し、この位置データ要素は、所属する測定目盛Ｍに対する位置検出ユニット１０の空間的位置を示す。
【００２１】
さらに位置測定装置１は処理ユニット１２を備え、この処理ユニットにおいて、所属する測定目盛Ｍを監視する際の位置検出ユニット１０の測定値記録装置１１により作られた信号（位置データ要素）から、位置データが作られ、この位置データは所属する測定目盛Ｍに対する測定値記録装置の空間的位置を与える。さらに位置測定装置１はメモリ領域１５を備え、このメモリ領域内では、位置の値を作るために使用される、ゼロ点移動値Ｎｐｖのための他の値が記憶される。
【００２２】
前述の構成部材１０，１１，１２，１５を介して、通常位置測定装置１は別の電気的組立部分を含んでいるが、この電気的組立部分には、位置測定装置の機能テストの後述する説明があるので立ち入らない。位置測定装置の構成に関する他の詳細内容に関しては、文献１を参照するのが一般的である。
【００２３】
位置測定する際、言い換えれば位置検出ユニット１０の測定値記録装置１１により所属する測定目盛を監視する際、この場合、一方では測定目盛が、そして他方では位置検出ユニット１０が、二つの互いに運動する物体の一つずつに設けられており、処理ユニット１２内において位置の値が得られる位置データ要素が作られる。個別の位置の値は、位置データ要素から位置の値が形成される場合、その都度ゼロ点移動値の形の一定のオフセット値を加えられ、このゼロ点移動値は位置測定装置１の運転開始の際に決定され、かつメモリ部分１５内にメモリされる。
【００２４】
この場合、今のところゼロ点移動値Ｎｐｖは、メモリ部分１５内で二つの異なるアドレス下で、言い換えれば二つの異なるメモリセル１６，１７内にメモリされ、従って同じゼロ点移動値Ｎｐｖは、選択的に二つの異なるメモリアドレスの一つの下で呼び出され、言い換えれば二つの異なるメモリセル１６，１７の一つから設計される。以下に、一方ではメモリセル１６から設計されたＮｐｖ１としてのゼロ点移動値を示し、他方ではメモリセル１７から設計されたＮｐｖ２としてのゼロ点移動値を示す。値Ｎｐｖ１とＮｐｖ２は、それ自体等しい。なぜなら、これらの値は同じゼロ点移動値を示しているからである。しかしながら、これらの値はメモリ部分１５が故障した場合異なる値をとり、これによりこのような故障を認識することができる。
【００２５】
位置測定装置１において、ゼロ点移動値を加えられる位置の値に対して付加的に、制御値も作られ、この制御値は位置の値の一つ毎に所属しており、かつ特に制御値がゼロ点移動値を加えられていないという点で異なっている。他の表現を借りれば、位置測定装置１において、測定値記録装置１１により作られた位置データ要素から、互いに左右されないで、各々ゼロ点移動値を加えられる付加的な位置の値、ならびにゼロ点移動値を加えられない制御値が作られる。したがって、位置の値と各々所属している制御値の間に、一定の数学的な関係、すなわち（一定の）オフセット値が、ゼロ点移動値により与えられて存在する。従って、その都度の位置の値Ｐと所属する制御値Ｋの間の差は、ゼロ点移動値Ｎｐｖと等しい。従って、Ｐ−Ｋ＝Ｎｐｖであり、この場合Ｎｐｖはメモリユニット１５内のメモリ部の様式とは関係のないゼロ点移動値の値である。この場合、位置測定装置１において、位置の値にゼロ点移動値を加えるために、第一メモリセルにメモリされ、第一メモリアドレス１６下で呼び出し可能なゼロ点移動値Ｎｐｖ１にアクセスされ、このゼロ点移動値は、場合によってはメモリユニット１５のハードウェアの欠陥により誤算されることがある。
【００２６】
位置測定装置１において、前述の方法で得られた位置の値、ならびに第一にゼロ点移動値Ｎｐｖ１の形で一定のオフセット値分だけ異なる個別の位置の値に所属する制御値は、位置測定装置１に所属する通信モジュール２、ならびにこの通信モジュールの後方に設けられた接続部分２５を経由して従属電子機器３まで次々に転送される。従属電子機器は、機械制御部Ｓの構成部品を形成し、この機械制御部内において、工作機械Ｗを制御するための位置の値が評価される。
【００２７】
従属電子機器３において、位置測定装置１における、位置の値を正常に作るために、ならびに通信モジュール２と接続部分２５を経由して従属電子機器３まで位置の値を正常に転送するために機能テストが実施される。そうするために、従属電子機器３内において、位置の値と各々所属する制御値の間に、予想されるべき所定の数学的関係があるかどうか、すなわちゼロ点移動値の形の一定のオフセット値があるかどうかが検査される。この数学的な関係をテストするために、従属電子機器３では、その都度の位置の値と所属する制御値の間の差が形成され、かつこの差が予想されたオフセットに相当しているかどうか応答を求められる。これを行うために、オフセットとして、第一メモリアドレス１６下で、メモリ部分１５のメモリセル１６内にメモリされたゼロ点移動値Ｎｐｖ１ではなく、むしろもう一つの別のメモリアドレス下で、メモリ部分１５の他のメモリセル１７内にメモリされたゼロ点移動値Ｎｐｖ２が使用される。これは位置測定装置１を起動する際に、従属電子機器３によりメモリ部分１５から読み出すことができる。従って、従属電子機器３では、Ｐ−Ｋ＝Ｎｐｖ２であるかどうかがテストされる。
【００２８】
従属電子機器３において算出された、位置の値と所属する制御値の間の差が、予想されたオフセットに相当していない場合、従ってゼロ点移動値Ｎｐｖ２に相当していない場合、このことは位置測定装置１において位置の値を作ることに失敗したこと、あるいは位置測定装置１から従属電子機器３へ位置の値を転送することに失敗したことを指し示す。この場合、従属電子機器３における、その都度の位置の値と所属する制御値の間の予想される数学的関係をテストするために、メモリ部分１５も他のメモリセル１７にメモリされた同一のゼロ点移動値のための値Ｎｐｖ２が考慮されることにより、位置の値を作る際に使用されるゼロ点移動値Ｎｐｖ１が偽造されるこのような失敗、つまり例えばメモリ部分１５におけるハードウェアの不良が検知される。この時、結果としてメモリ部分１５のメモリセルの内容の偽造を伴うハードウェアの不良は、通常同一の方法でメモリ部分１５内のメモリセル全部に作用を及ぼすことはない。
【非特許文献１】１９８９年、モダーン・インダストリー社発行の、アルフォンス・アーネスト著、“デジタル測長及び測角技術”
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】通信モジュール２とこの通信モジュールの後方で接続する接続部分２５を介して従属電子機器３に接続している位置測定装置１を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      位置測定装置
３      評価ユニット
１０    位置捕捉ユニット
１１    測定値記録装置
１２    処理ユニット
１５    メモリユニット
１６    メモリセル
１７    メモリセル
Ｍ      測定尺
Ｓ      制御ユニット
Ｗ      工作機械
【図１】
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