(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査ユニット（１）を備える位置測定装置を始動するための方法において、
走査ユニット（１）の位置測定装置起動後、
初めに、電圧は電源（４）によって電圧監視ユニット（６）に供給され、
その後、電圧監視ユニット（６）は、この電源（４）の検査を実行し、
その後、検査によって、十分な電源（４）が確保されている場合に、走査ユニット（１）の他の負荷に電圧が供給される方法にあって、
電源の検査が行われ、
電源（４）の内部抵抗（Ｒｅｆｆ）が計算され、
走査ユニット（１）の他の負荷の起動後に利用可能な電源の値（Ｕｅｆｆ）が、測定モードにおいて、電源（４）の内部抵抗（Ｒｅｆｆ）と、走査ユニット（１）の既知の必要電流（Ｉｇｅｓ）とから計算され、
電圧監視ユニット（６）は、走査ユニット（１）のインターフェース（３ａ）を介して、計算された電源の値（Ｕｅｆｆ）が、走査ユニット（１）の信頼のおける動作が可能である限界電圧（Ｕｇ）を下回る場合に、エラーメッセージを出力することを特徴とする方法。
【請求項２】
位置測定装置の測定動作中か又は稼動期間中に供給電圧を降下させる影響が、限界電圧（Ｕｇ）の選択時に考慮されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の位置測定装置に関する。このような位置測定装置は、例えば工作機械で使用されて、工具に対する加工品の絶対的な又は相対的な位置を測定する。さらに、本発明は、請求項３の上位概念に記載の位置測定装置を始動させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した種類の位置測定装置は、例えば本出願人のドイツ連邦共和国特許出願公開第 4342377号明細書中に記されている。位置測定装置が、走査ユニットに完全に内蔵されている。スケールを走査する検出器の信号がデジタル化される。そして、位置データがこれから算定される。データが、シリアル・インターフェースを介して位置測定装置と処理ユニットとの間で授受される。これらのデータは、一方では実際の位置測定からの位置データを含み、他方では位置測定装置自体に関するその他の情報も含む。処理ユニットが、これらのその他の情報によって位置測定装置に適合され得る。
【０００３】
この位置測定装置及び類似の位置測定装置に対する問題は、位置測定装置の操作ユニットを確実に作動させるために必要な供給電圧の確保である。例えば、断面が非常に小さく、その結果非常に大きな導体抵抗を有する給電ケーブルが使用者によって使用されたために、この電圧供給が非常に不十分な場合には、誤って位置を測定する走査ユニットの誤動作をもたらしうる。このような間違った位置測定に基づいて与えられた制御命令が、例えば工作機械中で工具又は加工品の破損を招く。さらには、位置測定装置が全く始動され得ない程度に、供給電圧が低くなりうる。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第 4422056号明細書中に電動機の位置の監視と制御に使用される幾つものシリアル信号を伝送する方法が記されている。この場合、供給電圧用の制御ビットを伝送することが開示されている。この制御ビットは、電圧降下検出器によって供給される。しかしながら、供給電圧が非常に低い場合に、この制御ビットを伝送しなければならないインターフェース自体も投入後に作動しない点が、欠点である。すなわち、状況「供給電圧が下回る」が、制御ビットを受信する評価ユニットに全く通知され得ない。使用者が、その使用者の位置測定装置の誤り見つけ出すための指示を受取らない。
【０００５】
任意の複数の負荷装置の投入時の供給電圧を監視して、この供給電圧の下回りを阻止するため、消費電流が既知の１つの負荷装置の接続時の電圧降下から電源の内部抵抗を測定すること、及びこのときに供給電圧が限界値を下回っていないときにだけ、電源がその既知の消費電流に基づいてその他の負荷装置を起動させることが、特開平９−９１０４５号から公知である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、走査ユニットを確実に作動させるために必要な電圧供給が投入前に検査される、走査ユニットを有する位置測定装置を提供することにある。
【０００７】
本発明のもう１つの課題は、走査ユニットを確実に作動させるために必要な電圧供給の検査を投入前に可能にする、位置測定装置の走査ユニットを始動させる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１に記載の特徴を備えた装置によって解決される。好適な実施形は、請求項１の従属請求項に記載されている。
【０００９】
この課題は、請求項３に記載の解決手段による方法によって解決される。この方法の好適な詳細は、請求項３の従属請求項中の解決手段に記載されている。
【００１０】
位置測定装置の投入後の走査ユニット中では、まず最初に、走査ユニットと評価ユニットとの間のインターフェース、及び電圧監視ユニットだけが給電される。このとき、この電圧監視ユニットは、走査ユニットの電源がどのくらいの内部抵抗を有するのかを測定し、走査ユニット中の全ての電力消費部が投入後に自由に使用できる供給電圧をその測定結果から算定する。この値が走査ユニットを確実に作動させるのに十分であるときにだけ、この走査ユニットは起動される。そうでない場合には、エラーメッセージがインターフェースを通じて出力される。例えば、電源に対して選択を誤ったケーブルだけが使用されたり、又は都合の悪い接触抵抗がケーブルの接続部で発生した場合、このようなシステムの使用者には、走査ユニットの給電が下回った際に、その使用者が見抜くことの困難な誤った測定に遭遇せず、かつその不具合を見つけ出す際の時間を節約するという大きな利点がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のその他の有利な効果と詳細を好適な１つの実施形に基づいて説明する。
【００１２】
この場合、図１は、走査ユニット１と目盛９を有する目盛板８とから構成された位置測定装置を示す。目盛板８の目盛９を読取る読取ヘッド７が、この走査ユニット１中に存在する。１つの位置が、位置算定ユニット１０中でこの読取ヘッド７のその読取りから算定される。次いで、この位置は、シリアル・インターフェース３ａ，３ｂを経由して評価ユニット２に伝送される。目盛板８と走査ユニット１は、向き合うように可動である。この目盛板８は、例えば図示しなかった工作機械の可能な機械要素に対して固定され得る。走査ユニット１は、その工作機械の仕上げベッド(Maschinenbett) に対して固定され得る。
【００１３】
走査ユニット１は、電源４から給電線５を通じて給電される。この場合、走査ユニット１中で任意に印加される電圧が、個々の電力消費部の消費電流，電源４自体の内部抵抗及び給電線５の導体抵抗に左右される。光源１１を有する読取ヘッド７，位置算定ユニット１０，シリアル・インターフェース３ａ及び電圧監視ユニット６が、走査ユニット１中の電力消費部に属している。
【００１４】
この説明した位置測定装置の始動過程においては、まず最初に、シリアル・インターフェース３ａと電圧監視ユニット６だけが、電源４の投入後に走査ユニット１中で起動される。このとき、消費電流は、走査ユニット１の全ての電力消費部が完全に起動するときよりも明らかに少ない。例えば光学的な位置測定装置では、読取ヘッド７の光源１１の給電がその起動の間に必要ない。この光源１１は、その動作中にエネルギーを多く消費する。電磁的な走査に基づく位置測定装置では、ホールセンサが真っ先に遮断されたままに維持され得る。このようにして、電圧供給が（例えば、供給線５の非常に大きな電圧降下に起因して）良好でないときでも、電圧監視ユニット６とシリアル・インターフェース３ａが、作動され得ることが保証される。
【００１５】
電圧監視ユニット６は、走査ユニット１中で任意に印加される供給電圧Ｕ１を最初に測定する。引続き、付加的に規定された負荷１２が接続される。そして、供給電圧Ｕ２が新たに測定される。次いで、電源４の実際の内部抵抗Reffが、これらの測定された両電圧の差とこの規定された負荷１２の既知の消費電流ΔＩとの比として算定され得る。この場合、供給線５の導体抵抗が既に算入されている。すなわち：
Reff = (Ｕ１−Ｕ２) ／ΔＩ
が成立する。
【００１６】
明らかに、インターフェース３ａは、電圧監視ユニット６と小さい負荷１２による電源４の検査後になって初めて起動させてもよい。何故なら、このインターフェース３ａは、早くてもエラーメッセージを伝送するときに必要になるからである。さらに、インターフェース３ａを規定された負荷１２として使用することも考えられる。
【００１７】
走査ユニットのその他の全ての電力消費部の消費電流も既知であり、これによって測定操作中の走査ユニット全体の消費電流も既知であるので、どのような供給電圧が、全ての電力消費部の起動後に印加されるのかが算定され得る：
Ｕeff ＝Ｒeff*Ｉges
この算定された供給電圧Ｕeff が、走査ユニット１を確実に作動させるために必要な限界電圧Ｕg よりも上にある場合は、電圧が全ての電力消費部に印加されと同時に、測定動作が始動される一方で、位置測定装置の始動が遮断され得る。この算定された供給電圧が、限界電圧Ｕg よりも下にある場合は、対応する情報が、電圧監視ユニット６からこの時点に対して既に機能可能なシリアル・インターフェース３ａを経由して評価ユニット２に伝送され得る。
【００１８】
好ましくは、測定動作の間に供給電圧の低下をもたらしうる影響が既に考慮されているように、限界電圧Ｕg は選択される。すなわち、発光ダイオードが、受信ダイオードの加熱によって少ししか反応しないときには、例えば光源１１として使用されるこれらの発光ダイオードの通電量を大きくする必要がある。
【００１９】
読取ヘッド７の出力部の信号の大きさを一定に維持するため、位置測定装置の稼働期間中の発光ダイオードの老化又は目盛板８の錆若しくは汚れも、光源１１のより大きな通電量で校正する必要がある。こうして大きくした通電量は、任意に印加される供給電圧を低下させる。このとき、老化したＬＥＤの大きくなった消費電流が既に考慮されているか、又は、好ましくは測定装置の稼働期間中にそれに応じて上昇するように、限界電圧Ｕg は最初から選択され得る。電源４自体の公差も同様に考慮しなければならない。この公差は、一般に目標値の約 +/-５％である。
【００２０】
電圧監視のこの説明した形態は、この目的のための構成部品を特に使用しなくてもかまわない。何故なら、必要な全ての部品が、説明した種類の位置測定装置の走査ユニット１中に既にあるからであり、かつ位置測定装置の始動の間の電圧監視の目的のためにだけ個別に制御されれば済むからである。このことは、例えば実際の測定動作中に読取ヘッド７の信号をデジタル化して、供給電圧を測定するＡ／Ｄ変換器に当てはまる。この場合、電圧監視ユニット６のこの機能は、測定動作中に別の機能も同様に実行するプロセッサやＡＳＩＣが引き受けてもよい。
【００２１】
本発明は、各種の走査原理、例えば光学的、磁気的、誘導的又は容量的なシステムによる直線型の位置測定装置と回転式の位置測定装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  走査ユニット１と目盛９を有する目盛板８とから構成された位置測定装置を示す。
【符号の説明】
１    走査ユニット
２    評価ユニット
３ａ    シリアル・インターフェース
３ｂ    シリアル・インターフェース
４    電源
５    給電線
６    電圧監視ユニット
７    読取ヘッド
８    目盛板
９    目盛
１０    位置算定ユニット
１１    光源
１２    負荷
【図１】
0004922515.tif 000002