具有自动地址分配的测量机通信的制作方法_4

文档序号:8287676阅读:来源:国知局

[0097]详细地,参与者连同在它们之间交换的消息一起在每种情况下在列中作为装置I至装置IV被示出。装置利用通过从装置到装置环回的公共通信介质全部连接到总线系统,并且在每种情况下经由所述介质与所有其它参与者进行通信。行向下表示对完成度没有要求的时间顺序过程。
[0098]如第一行所示,所有装置跟随通信系统的激活或复位之后具有相同的地址,在该示例中为Al。这里未示出的装置中的一个(例如控制装置或测量机控制器)向所有参与者发送查询R_A,即具有行II所示的内容“全部发送你的传感器信号”的广播。
[0099]如行3所示,所有装置然后同时利用由至少参与者专用地址和参与者特定传感器值组成的消息做出响应。装置I例如因此具有消息A1_X,其中X表示装置的当前测量值,装置II具有消息A1_Z等。
[0100]具有最显性消息A1_W的参与者IV这里在显隐性设计的总线系统上占优势。参与者IV保持它的地址,其它参与者检测到冲突并且因此改变它们自己的地址。
[0101]针对消息标识符X的映射被存储在各个参与者中。这被以由映射生成的经改变的通信地址潜在无冲突的这样一种方式有利地设计。在不限制通用性的情况下,形式为来自整数范围的数的地址X和这里示出为地址Ax的形式为f (X) = x+1的地址X的映射函数在图中用来说明原理。在实际实现中,地址的类型和/或值范围以及映射函数还可以是不同的,特别是更复杂的。然而,为了清楚起见,参照这个简单示例以便说明根据本发明的原理。如这里所示,已成功地发送它们的消息的装置将它们的地址从Al改变为A2。映射还能够作为由装置获取的测量值S的形式为X = f(x,S)的函数被执行。例如,测量值S的散列函数或传感器的原始测量值的低阶(主要不稳定位)能够被用作新的地址,其还可以是相对于旧的受冲突影响的地址的偏移。因为具有高概率的各个参与者获取不同的测量值,所以这个散列值同样在高概率情况下不同,并且结果得到的地址因此是唯一的。
[0102]在行4中,先前不成功的参与者再次试图发送具有所述参与者的新地址A2的所述参与者的消息,参与者I同样成功地实现这个。
[0103]在行5中,装置II和装置III再次试图发送它们的具有现在改变为A3的地址的消息。具有消息A3_Y的装置III胜过消息A3_Z。
[0104]最后,在行6中,参与者II还在它由于前面的冲突而本身已将它的地址改变为A4之后发送它的消息A4_Z。
[0105]控制装置能够等待直到它在特定时间段内不再接收到任何消息为止,这指示所有参与者是成功的。
[0106]然而,在自动地址分配中,到装置的分配可以针对各个分配不同地翻转。尤其如果传感器信号信息被用在消息中以便建立高概率的冲突,则装置的地址分配和顺序然而可以因各个分配而取决于测量值不同地翻转,并且因此还可能不是已知的。
[0107]如果地址-装置分配在这个通信系统中不重要,则这表示没有进一步问题。然而,如果装置的顺序和它们到函数的分配等对于应用是必要的,则这随后能够例如使用通信系统中的相应参与者I的测量值来确定。为了做这个,例如,能够在测量系统的初始参照或校准中特别地在定义顺序中执行参与者的传感器的定义激励。因此,例如,能够例如在WO2011/064317中所描述的自我校准中特别地在预定义顺序中执行运动轴的参照或校准,作为此结果相应参与者可分配用于这些运动轴基于在参照期间改变的运动轴的测量值的位置感测。因此能够基于运动轴参照或校准的顺序来定义参与者或它们的功能分配的顺序。
[0108]在地址-装置分配是重要的根据本发明的测量系统的优选实施方式中,即测量系统中的装置的顺序或换句话说经迭代的通信地址到测量系统中的参与者的功能、任务、位置、安装位置等的分配对于应用是必要的,这根据本发明基于通信系统中的相应参与者I的测量值特别地在地址迭代期间或跟随地址迭代之后尤其在测量系统在它当前的配置中的投用中被确定。出于这个目的,在测量系统的初始参照或校准中(特别地,例如,在定义顺序中)执行了参与者的传感器的定义激励。术语“定义”将在这里被理解为意味着参与者的激励具有至少一个已知特性,通过该至少一个已知特性参与者中的一个或更多个在参照或校准期间在它在测量系统中的功能和/或位置方面可识别。特定设计可能强烈地取决于测量系统的结构,由于此原因在下面所描述的示例将不认为是穷尽性的。
[0109]尤其跟随激活、测量头的改变、部署中的改变等之后,这种类型的初始化或参照在任何事件中在诸如例如坐标测量装置的测量系统中是需要的且通常的。装配有测量传感器尤其是它们的评估硬件和软件的参与者常常在初始投用期间、跟随激活之后和/或在改变的环境条件情况下需要这种类型的激励以便初始化本身。例如,参与者执行自我校准,其中补偿参数被确定以便实现传感器值获取的高准确性。然而,甚至在这种类型的校准和/或参照的完成之前,参与者也能够供应测量数据,所述测量数据尽管它们未必具有完全可实现的或规定的准确性或参考基础,但是在根据本发明的地址分配中对于标识目的是足够的。
[0110]因此,例如,能够不仅在参与者通过位置传感器的移动的激励的预定义顺序中而且例如使用相应参与者的值范围、基于多个参与者测量值之间的依赖、基于在一个或更多个已知参考点的测量值或后者之间的差、基于在通过已知参考图案工作时的测量值改变、基于不同参与者的传感器值之间的物理上相关的依赖、基于测量范围(例如,基于运动轴的不同长度、旋转编码器的可测量角度范围等,特别是在初始化、参照或校准中覆盖整个过程范围时)等来执行运动轴的参照或校准(例如,在来自W02011/064317的前述自我校准中)。
[0111]根据本发明,在任何事件中通常需要的相应参与者的这个时间和激励能够用于不仅针对地址迭代而且针对传感器值获取基于在参照期间改变的测量值的识别的这种类型的自我校准,即参与者能够利用它迭代的通信地址分配给它在测量系统中的相应功能和/或位置。例如,在运动轴的情况下,在每种情况下与后者物理上相关联的参与者(即,例如,用于这个运动轴的位置传感器或位置检测器)能够基于由后者在参照期间获取的位置值来识别,并且特别地,能够被分配给它迭代的通信地址。例如,位置传感器能够基于根据已知图案在参照期间改变的测量值被识别为与定义运动轴相关联。
[0112]这个位置传感器能够由它的通信地址在下面显式地参照,或者由它确定的测量值能够被分配给这些运动轴。因此,在校准或参照期间,连同自动地址迭代一起,能够基于运动轴参照或校准的顺序来确定参与者或其功能分配的顺序。
[0113]参与者的唯一数据(诸如序列号等)的查询和数据保持是不需要的。例如,因此能够视需要更换、调换或补充参与者,而无需参与者或另外测量系统的调整。在如提到的那样显著地简化例如存储和服务的本发明的应用之前,特别地从通信系统的观点看,多个或所有的参与者因此例如可能是确切地相同的。尤其,参与者在它们的软件中或在存储器模块中不需要任何差异(诸如例如唯一标识符)以便被用作寻址和/或标别的基础。在根据本发明的地址分配中,编码在参与者中的序列号或不同的参与者特定标识符的读出不是强制要求。
[0114]在具有位置值检测器(诸如例如CMM或铰接臂、经纬仪等)的测量系统中,能够激励在特别地初始校准中定义的运动轴,因为例如装置轴被移动。轴的这种移动在任何情况下对于这种类型的测量系统中的校准例如对于位置值检测器的自我校准通常是需要的,其中,针对参与者的传感器和评估电路(诸如例如在WO 2011/064317中)或针对整个测量系统的校准和/或参照确定补偿参数。尽管位置检测器对于本申请中所必需的高度准确的位置确定需要这些补偿参数,但是在没有或没有确切地定义的补偿参数(其可能是相应地更加不准确的)情况下确定的测量值然而在它们的位置和/或功能方面对于参与者的标识是足够的。在这种类型的测量系统中,因此能够在没有附加的努力和时间损失的情况下执行地址迭代和/或标识。
[0115]能够例如通过移向一个或更多个参考点、通过定位在一个或更多个定义位置中(例如在两层测量中)、通过行进参考路径、通过在位置值检测器的整个测量范围内移动、通过执行单独轴的移动的定义顺序、通过一个轴的移动直到达到相关联的限位开关和/或参考开关为止来执行测量系统的这种校准和/或参照。能够应用不同参与者的测量值之间的设计相关物理依赖(例如,旋转轴+倾斜传感器、测量扫描头+机器运动轴、接近传感器+位置值检测器、电机控制电路电路的传感器(电流/转矩、速度、位置等)+与该轴相关联的位置计等)的监测,或用手触摸温度传感器使得所述传感器的测量值出现高于室温能够被用作定义激励。基于在每种情况下参与者中的至少一个的至少一个传感器值的这种类型的定义激励,能够识别这个参与者并且能够将它的迭代的通信地址分配给这个参与者,即它在测量系统中的位置和/或功能。如果参与者获取了多个传感器值(例如温度和位置等),则参与者的传感器值中的一个的激励相应地足够。能够通过手在这里手动地或借助于影响参与者的传感器的致动器来执行激励。
[0116]参与者的通信因此能够被分配给系统的传感器,而不用参与者具有从外部预定义的地址。这些地址对于各个迭代来说不必为固定的或相同的,并且还因此可能在多个迭代的情况下完全不同地翻转,或者可以存在不同数目或特性的参与者。在根据本发明的原理中,例如,参与者的去除或更换能够例如利用其中例如能够添加、去除或更换运动轴或测量轴的CMM的手动或自动工具或测量头更换特别地在操作期间还随着所称的热拔插而发生。特别在高精度CMM的情况下,在跟随这种类型的更换或配置之后的任何事件中需要参照或校准以便确保所需要的精度。在这种类型的参照或校准期间,新的或改变的参与者能够利用根据本发明的原理并入到测量系统的通信系统中。特别从通信接口和通信软件的观点看,参与者中的全部或一些可以是确切地相同的,并且例如,不必在标识中读出或使用参与者的唯一序列号或者这样的序列号不必需要借助于通信总线访问。
[0117]跟随唯一地址的上述初始建立,然后在图5a的下部示出了正常通信操作的示例。响应于来自测量系统的控制装置的新的查询R_A,所有参与者发送具有它们的地址的它们的值。然后能够再一次使用根据显隐性方法的发送优先化,其中显性于是已经由消息的地址区域定义。然而,该图示出了其中先验地避免了冲突的不同变例,在于在响应于广播查询发送消息之前,各个参与者取决
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