(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置測定装置（１）と評価ユニット（６）との間でデータを送る方法において、
追加の数の信号伝送導線を不要とするため、測定動作前に、一時的にだけ必要なシステムに関連するパラメータを、少なくとも１本の電源導線（９ａ，９ｂ）上で前記位置測定装置（１）と前記評価ユニット（６）との間で双方向にシリアル伝送し、前記評価ユニット（６）が、前記システムに関連する様々なパラメータを前記位置測定装置（１）の記憶ユニット（５）内に記憶し、この記憶ユニット（５）から読み取り、
生成された位置データを、測定動作中に前記位置測定装置（１）から複数の信号伝送導線（１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ）を経由して後続接続された前記評価ユニット(６)に送る方法。
【請求項２】
前記システムに関連するパラメータは、前記電源導線（９ａ，９ｂ）上で双方向に伝送可能である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
反転した信号が、２本の電源導線（９ａ，９ｂ）上で送られる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
２本の電源導線（９ａ，９ｂ）が、双方向伝送に利用され、システムに関連するパラメータを前記評価ユニット（６）から前記位置測定装置（１）に伝えるのと異なる１本の電源導線が、システムに関連するパラメータを前記位置測定装置（１）から前記評価ユニット（６）に伝えるために使用される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
増分式の位置データが、並列な４本の信号伝送導線（１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ）上で前記評価ユニットに送られる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記記憶ユニットの構成に対するデータ、
前記位置測定装置のタイプに対するデータ、
信号周期に対するデータ、
可能な測定ステップに対するデータ、
基準マークの位置に対するデータ、又は
零点の位置に対するデータが、システムに関連するパラメータとして送られる請求項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】
この発明は、位置測定装置と後置されている評価ユニットの間でデータを送信する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば工作機械で相対運動する二つの物体の位置を求める通常の位置測定装置は、大抵、一定数の信号伝送導線を介して後置されている評価ユニット、例えば数値制御部に接続されている。基本的には、位置測定装置と後置されている評価ユニットとの間で種々の信号を送る場合に、必要な信号伝送導線をできる限り少なくする努力がされている。不要な配線経費をなくすることの外に、場合によって、望ましい付加的な信号を送る場合でも、信号伝送導線に関して今まで通常の本数とできる限り両立性を保証すべきである。
【０００３】
書込可能でかつ再読取可能な記憶ユニットを有する位置測定装置が、欧州特許出願公開第 0 660 209号明細書から公知である。この記憶ユニットは、特にシステムに関連するパラメータを保管するために使用される。これらのパラメータは、例えば後続に接続された評価ユニットから位置測定装置に送信され得る。記憶ユニットの読み取り時に、特定のシステムに関連するパラメータが、位置測定装置から評価ユニットに再び伝送される。対応する位置測定装置が、工作機械に据え付けられる場合、記憶ユニット内に記憶可能でかつ再読取可能なシステムに関連するパラメータは、例えば評価ユニット、工作機械及び位置測定装置から構成されたシステム全体のパラメータである。これらのパラメータは、詳しく言うと例えば、測定システムのタイプのデータ、信号周期の幅、位置測定装置の測定ステップに対するデータ、出力された出力信号の形、基準信号の情報、工作機械のパラメータ、発生した信号に対する補正値等である。
【０００４】
この種の記憶ユニットにより位置測定器の側では、例えば実際の測定動作の前に、記憶ユニット内の特定なパラメータを修正して、位置測定装置を適当にプログラムすることができる。他方で、特定なパラメータを記憶ユニットから評価ユニットに送って、使用する評価ユニットも既存の全システムに合わせることができる。
【０００５】
システムに関連するパラメータを位置測定装置と後置されている評価ユニットの間で双方向に送るため、独立した信号伝送導線が設けてある。しかし、これにより上に述べた配線経費が上昇する。そのため、この場合には今までのインターフェース規格との望ましい両立性も最早与えられない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、この発明の課題は、書込・読取可能な記憶ユニットを備え、システムに関連するパラメータを評価ユニットへおよびこのユニットから送る位置測定装置であって、必要な信号の接続に関して経費をできる限り少なく維持することにある。特に、この種のシステムに関連するパラメータを送る時にも今までのインターフェースと両立性があることが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、この発明により、追加の数の信号伝送導線を不要とするため、測定動作前に、一時的にだけ必要なシステムに関連するパラメータを、少なくとも１本の電源導線９ａ，９ｂ上で前記位置測定装置１と前記評価ユニット６との間で双方向にシリアル伝送し、前記評価ユニット６が、前記システムに関連する様々なパラメータを前記位置測定装置１の記憶ユニット５内に記憶し、この記憶ユニット５から読み取り、
【０００８】
生成された位置データを、測定動作中に前記位置測定装置１から複数の信号伝送導線１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂを経由して後続接続された前記評価ユニット６に送る方法によって解決される。
【０００９】
この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明によれば、システムに関連するパラメータを位置測定装置と評価ユニットの間の独立した信号伝送導線で送るのではなく、この目的のため、位置測定装置と評価ユニットの間に既にある少なくとも一つの電源導線を利用している。従って、そうでない場合に必要な信号伝送導線とそれに応じた予定以上の経費が余計になる。むしろ、この発明による処置により、位置測定装置と評価ユニットの間に通常ある接続部を用いてシステムに関連するパラメータを確実に双方向に送れることが確認される。
【００１１】
増分位置情報を位置測定装置と評価ユニットの間の電源導線で送ることはドイツ特許第 195 04 822 号明細書により周知である。しかし、システムに関連するパラメータのできる限り確実な伝送に関する示唆は、対応する装置あるいは対応する方法の構成に対する詳細と同じようにこの刊行物から読み取ることができない。
【００１２】
この発明による方法の具体的な実施例に関しては、特にシステムに関連するデータを電源導線で送る方法に関して、一連の可能性がある。従って、この発明による方法をその時の状況に合わせることのできる一連の可能性が存在する。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明による方法の利点、詳細および可能な形態を添付図面に基づき一つの実施例の以下の記載から与えられる。
図示する位置測定装置１には目盛板の目盛２とこの目盛に対して相対的に移動する走査ユニット３がある。位置測定装置１から生じる位置データは、次の処理を行うため後置されている評価ユニット６に送られる。目盛板の目盛２と走査ユニット３は、例えば工作機械の互いに相対運動する二つの部品に接続していて、両部品の相対位置を決める必要がある。評価ユニット６としては、この場合、周知の工作機械の数値制御部が使用される。
【００１４】
直線運動を検出するために使用する模式的に示す実施例の外に、回転運動を検出する位置測定装置もこの発明により形成できることはもちろんである。
目盛板の目盛２と走査ユニット３が相対運動をすると、模式的に示す信号発生ユニット４により位置に関連する走査信号が生じる。この場合、発生するデータは種々の位置データである。例えば、増分位置データ、絶対位置データあるいはこれ等のデータの適当な組み合わせ等である。
【００１５】
その場合、異なった位置データの発生は同じように種々の方法で行われる。即ち、このために、周知の光学的、磁気的、誘導的あるいは容量的な走査原理を採用できる。
光学走査に基づき増分位置データを発生させる場合には、反射式に形成された目盛板の目盛２を使用する。走査ユニット３の信号発生ユニット４は複数の光源、走査構造パターンおよび光電検出素子を有する。
【００１６】
これに反して、絶対位置データはコード円板を周知のように光学的に入射方式で走査して発生する。この代わりに、同じ目的のため信号発生ユニット４も使用できる。この信号発生ユニット４は測定範囲にわたりただ一つの信号周期を発生し、この方法で絶対位置データを決定できる。
位置データの発生に関して多種多様な実施可能性があるので、図１には信号発生ユニット４の他の詳細を示していなく、同じものをただ模式的に示すだけである。この場合、当然、位置データを発生させる異なった可能性の複数を互いに組み合わせることができる。つまり、これに関しても、信号発生ユニット４を適当に構成した、場合によっては多数の異なった信号発生ユニットを使用する多くの可能性が生じる。
【００１７】
図示する実施例で信号発生ユニット４により発生した増分位置データは全部で４つの信号伝送導線１０a,１０ｂ,１１a,１１b を介して並列に後置されている評価ユニット６に送られる。信号発生ユニット４は、増分位置データの場合、目盛板の目盛２と走査ユニット２の相対運動で 90 °位相のずれた少なくとも二つの走査信号を出力する。更に、両方の走査信号の各々には、反転した、つまり 180°位相のずれた信号がある。この信号も同じように他の処理のために信号伝送導線１０a,１０ｂ,１１a,１１b を介して評価ユニット６に送られる。
【００１８】
更に、図１の模式図には走査ユニット３あるいは位置測定装置１の側に、第二信号発生ユニット７が示してある。このユニットにより、目盛板の目盛２と走査ユニット３の一つまたはそれ以上の特定な既知の相対位置で、基準パルス信号の発生が周知のように行われる。第二信号発生ユニット７により発生する基準パルス信号は、他の対の信号伝送導線１２a,１２b を介して評価ユニット６に送られ、そこで更に処理される。この場合、他の信号と同じように、二つの信号伝送導線１２a,１２b で互いに反転する信号を送る。つまり、実際の基準パルス信号の外に、これに対して 180°だけ位相のずれた信号も送られる。しかし、電源導線９a,９b でシステムに関連するパラメータを送ることに対するこの発明による処置に関しては、基準パルス信号の伝送、あるいは伝送の方法は他の役目を演じるのでなく、ただこの発明による方法の可能な実施例と関連して説明されるべきである。
【００１９】
今まで説明した信号発生ユニット４，７の外に、更に図示する位置測定装置１には読取と書込可能な記憶ユニット５がある。この記憶ユニット５にはシステムに関連する種々のパラメータを保管し又は再び読み取ることもできる。この外、この記憶ユニットに保管されているパタメータは当然変更できる。しかし、その場合、適当な権限を付与してのみ特定なパラメータを可変できる可能性も与えられる。つまり、記憶ユニット５を異なったアクセス権限のある多数の領域に分割することができる。第一記憶領域はただ位置測定装置のその時の製造メーカに対してのみ取り扱えるが、第二記憶領域は使用者によっても書込と読取が行える。可能な構成では、記憶ユニット５を例えば周知の方法でＥＰＲＯＭとして形成することもできる。
【００２０】
記憶ユニット５内で保管可能で変更可能でかつ再読取可能なシステムに関連するパラメータは、例えば記憶ユニット５のその都度の構成に対するデータ、位置測定装置のタイプ、信号周期及び測定ステップに対するデータ、基準マークの位置等のような、それぞれの製造メーカによってプリセットされる例えば位置測定装置のパラメータである。さらにパラメータは、記憶ユニット５内で使用者によって変更されるか又は新たに書き込まれてもよい。これらのパラメータは、例えば零点の位置に対するデータのように計画された測定動作にとって重要である。さらに、起こりうる信号のエラーを補正するため、補正値も記憶ユニット５内に保管され得る。発生した信号が、当該補正値によって補正される。システムに関連するその他のパラメータに関しては、上述した本出願人の欧州特許第0 660 209号明細書にさらに記載されている。
【００２１】
位置測定装置１のシステムに関連するパタメータのこのような可変、書込、あるいは読取は、好ましくは実際の測定動作の前に行われる。すなわち、これらのパラメータに付属する信号の適切な伝送が、一般には一時的に必要なだけである。このような伝送は、これ以外では例えば誤りがある場合の調査分析に対して場合によっては必要である。
システムに関連するパラメータの可変、書込、あるいは読取は、後置されている評価ユニット６により行われる。これには、信号を記憶ユニット５に適当に接続することが必要である。この発明によれば、通常位置測定装置１，あるいは対応する光源、検出素子等のような部品の電流と電圧の供給が行われる既存の電源導線９a,９b の少なくとも一つがこの目的に利用される。評価ユニット６の側には、この目的のため電源ユニット１４が設けてある。しかし、その場合、この電源ユニット１４を評価ユニット６に組み入れるべきではない。
【００２２】
電源導線９a,９b による評価ユニット６と位置測定装置１あるいは記憶ユニット５との間の交信は両方向に行われると、つまり双方向に設計されていると有利である。これにより、システムに関連するパラメータをシリアルの形で記憶ユニット５から読み取ったり、可変したり、あるいは書き込むことも保証される。システムに関連する様々なタイプのデータを使用する電源導線９a,９b の少なくとも一方に送るため、送信側で伝送すべきデータあるいはパラメータを変調した形のそれぞれ一つの処理を行っている一方で、受信側では伝送した信号の各電源導線９a,９b から分離つまり変調することが必要である。このため、位置測定装置１の側でシステムに関連するパラメータを双方向にシリアル送る場合、評価ユニット６の側にも、上記の役目を引き受ける変調・復調ユニット８，１４が配置されている。それ故、この種のユニットの適当な変調回路はシステムに関連するパラメータを送信するために処理するが、各復調回路はこのデータ、若しくはパラメータを電源導線９a,９b から分離する。図１の図面の変調・復調ユニット８，１４はただ模式的な形で組み合わせたユニットとして示してあるが、送るデータを変調又は復調する独立したユニットを設けることも当然可能である。
【００２３】
この場合、システムに関連する種々のパラメータを送るため、最も異なった周知の変調方式を使用してもよい。
図示する実施例では、システムに関連するパラメータを送るため、直流電源の既存の二つの電源導線９a,９b を利用している。両方の電源導線９a,９b の一方にはシステムに関連するパラメータが変調された形で送られるが、他方の電源導線９a,９b ではこれに対して反転した、つまり 180°位相のずれた信号が送られる。
【００２４】
反転された信号も付加的に送れる可能性の外に、システムに関連するパラメータを送れる他の可能性も当然ある。例えば、位置測定装置１の直流電圧源の場合、二つの既存の電源導線９a,９b があれば、両方の電源導線９a,９b の各々を一方の方向の伝送に利用できる。
今まで説明した処置の外に、電源導線９a,９b に適当に配置されたフィルター素子により、変調された信号が位置測定装置１および／または評価ユニット６の電流または電圧の供給を乱すことを防止するのに有利であることが分かる。このため、電源導線９a,９b に両側で接続するそれに応じて素子の前に、適当なフィルター素子を配置できる。
【００２５】
この発明による処置により、既存の電源導線の少なくとも一方を利用してシステムに関連するパラメータを送れる。つまり、余分な（追加の）配線経費が生じない。更に、位置測定装置１と評価ユニット６の間の今までの多数の接続との両立性が保証される。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の方法により、必要な信号の接続に関する経費をできる限り低減でき、特に、システムに関連するこの種のパラメータを送る時にも今までのインターフェースと両立性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による装置の可能な実施例の模式ブロック回路である。
【符号の説明】
１          位置測定装置
２          目盛板の目盛
３          走査ユニット
４          第一信号発生ユニット
５          記憶ユニット
６          評価ユニット
７          第二信号発生ユニット
８，１３    変調ユニット／復調ユニット
９a,９b     電源導線
１０a,１０b,１１a,１１b,１２a,１２b       信号伝送導線
１４          電源ユニット
【図１】
0004856800.tif 000002