Patent DE-202017107880-U1 (DE)
Title: Lineare Wegmessvorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Position und Linearführung mit einer derartigen Wegmessvorrichtung
IPC: G01B21/00
Filed: 2017-12-22
Abstract: Lineare Wegmessvorrichtung (10) zum Bestimmen einer absoluten Position, welche umfasst:
 a) eine lineare Schiene (30), welche eine Längsachse (31) aufweist und aus mehreren einzelnen Schienensegmenten (30a, 30b) zusammengesetzt ist, welche Schienensegmente in Richtung der Längsachse (31) hintereinander angeordnet sind,
 wobei jedes der Schienensegmente (30a, 30b) eine Massverkörperung (40a, 40b) aufweist, welche zumindest eine sich in Richtung der Längsachse (31) erstreckende erste Inkrementalspur (41.1) mit einer Mehrzahl von äquidistant angeordneten Positionsmarkierungen umfasst, und wobei die Massverkörperung (40a) eines der Schienensegmente (30a) neben der ersten Inkrementalspur (41.1) dieser Massverkörperung (40a) eine Absolutspur (45) mit einer Mehrzahl von Positionsmarkierungen zur Kodierung von mehreren vorgegebenen absoluten Positionen, welche in Richtung der Längsachse (31) hintereinander liegen, aufweist;
 b) eine Abtasteinrichtung (50) mit einer Sensoranordnung (51) zum Abtasten der Massverkörperungen (40a, 40b), welche Sensoranordnung mindestens einen ersten Sensor (51.1), einen zweiten Sensor (51.2) und einen dritten Sensor (51.3) umfasst,
 wobei die Abtasteinrichtung (50) bezüglich der Schiene (30) derart geführt ist, dass sie in Richtung der Längsachse (31) entlang mehrerer der Schienensegmente (30a, 30b) bewegbar ist, und
 wobei der erste Sensor (51.1) ausgebildet ist, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur (41.1) eines der Schienensegmente (30a, 30b) zu detektieren und ein erstes Signal (S1) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu der mindestens einen, vom ersten Sensor (51.1) detektierten Positionsmarkierung enthält,
 wobei der zweite Sensor (51.2) ausgebildet ist, mindestens eine Positionsmarkierung der ersten Inkrementalspur (41.1) eines der Schienensegmente (30a, 30b) zu detektieren und ein zweites Signal (S2) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu der mindestens einen, vom zweiten Sensor (51.2) detektierten Positionsmarkierung enthält,
 wobei der erste Sensor (51.1) und der zweite Sensor (51.2) in Richtung der Längsachse (31) relativ zueinander um eine vorbestimmte Distanz (D) versetzt angeordnet sind, sodass die Abtasteinrichtung (50) bezüglich je zwei benachbarten Schienensegmenten (30a, 30b) in eine Position (P1) bringbar ist, in welcher der erste Sensor (51.1) mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur (41.1) der Massverkörperung (40a) der einen der zwei benachbarten Schienensegmente (30a) detektiert und der zweite Sensor (51.2) mindestens eine der Positionsmarkierungen der ersten Inkrementalspur (41.1) der Massverkörperung (40b) der anderen der zwei benachbarten Schienensegmente (30b) detektiert,
 wobei der dritte Sensor (51.3) ausgebildet ist, die Absolutspur (45) der Massverkörperung (40a) des einen der Schienensegmente (30a) abzutasten und ein drittes Signal (S3) zu erzeugen, welches eine Information über eine Position der Abtasteinrichtung (50) relativ zu den vorgegebenen absoluten Positionen enthält;
 c) eine erste Auswerteeinrichtung (60) für das dritte Signal (S3), welche ausgebildet ist zu detektieren, ob sich die Abtasteinrichtung (50) an einer der vorgegebenen absoluten Positionen bezüglich des einen der Schienensegmente (30a) befindet, und - falls eine Auswertung des dritten Signals (S3) ergibt, dass sich die Abtasteinrichtung (50) an einem ersten Zeitpunkt an einer der vorgegebenen absoluten Positionen (P1) bezüglich des einen der Schienensegmente (30a) befindet - einen ersten Absolutwert (AW1) zu ermitteln, welcher diese eine der vorgegebenen absoluten Positionen (P1) repräsentiert;
 d) eine zweite Auswerteeinrichtung (65) für das erste Signal (S1) und das zweite Signal (S2), welche ausgebildet ist, nach dem ersten Zeitpunkt das erste Signal und das zweite Signal während eines ersten Zeitintervalls zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt auszuwerten und eine Positionsdifferenz (PD) zwischen der Position (P1) der Abtasteinrichtung (50) zu Beginn des ersten Zeitintervalls und einer Position (P2) der Abtasteinrichtung (50) zu dem zweiten Zeitpunkt am Ende des ersten Zeitintervalls zu ermitteln;
 e) eine Recheneinheit (70), welche ausgebildet ist, aus dem ersten Absolutwert (AW1) und der von der zweiten Auswerteeinrichtung (65) ermittelten Positionsdifferenz (PD) einen zweiten Absolutwert (AW2) zu berechnen, welcher eine absolute Position der Abtasteinrichtung (50) zum zweiten Zeitpunkt am Ende des ersten Zeitintervalls repräsentiert.