用于在位置测量设备中产生触发信号的装置和方法以及与此相关的位置测量设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及根据权利要求1的用于在位置测量设备中产生触发信号的装置和方 法，以及根据权利要求6的用于在这种位置测量设备中产生触发信号的装置。
【背景技术】
[0002] 位置测量设备在自动化技术中被使用于在被调节的驱动器中获得地点值，所述驱 动器需要后继电子器件，例如数字控制器，以便于计算针对调节循环的额定值，利用所述额 定值控制驱动器（例如工具或工件的进给）。如果位置测量设备是旋转编码器或者角度测 量设备，那么所述测量设备直接地或间接地与马达的轴耦合。长度测量设备例如测量机床 床身和相对机床床身可定位的机器部件，例如运行的工具滑块之间的线性运动。
[0003] 现在优选使用绝对的位置测量设备。所述设备产生绝对测量值，所述测量值经由 数字的、大多串行的数据接口从位置测量设备传输到后继电子器件。测量值大多是位置值 (角度值或者线性位置），但是也已知这样位置测量设备，即提供速度值或加速度值，即给 出位置时间变化的测量值。
[0004] 经常存在如下的需要，即从后继电子器件经由串行数据接口能够在位置测量设备 中得到结果。这尤其适用于测量值的需要。
[0005] 因此EP0660209A1描述了具有同步串行接口的位置测量设备，这就是说经由时钟 信号控制在（双向）数据线上数据传输的时间流动（Ablauf)，所述时钟信号经由分开的时 钟线被供给位置测量设备。探测值的检测（所述探测值接着被处理成位置值）在该位置测 量设备中通过时钟信号的第一侧缘触发，所述第一侧翼同时以信号通知数据传输的开始。 因此时钟信号的第一侧翼用作用于检测探测值的时钟信号并且因此触发测量值的产生。
[0006] 该解决方案不能够应用于不占有时钟线的串行接口。此外，能够在具有非常迅速 的信号处理电子器件的位置测量设备中，测量值（位置值）比其在接口协议的调节后被传 输到后继电子器件能够存在更早的一定时间。从调节技术的观点来看因此形成额外的静止 时间（测量值因此是"变旧"）。这意味着：当测量值进入后继电子器件时，驱动器已经围绕 一定的距离或一定的角度继续运动。该问题能够通过数学算法（插入法）被最小化，在位 置测量设备中知道探测值的检测的时间点越准确并且在探测值的获取的时间点和在后继 电子器件中的测量值的到达之间的时间段越短，那么所述算法作用地更好。
【发明内容】
[0007] 因此本发明的任务是在于：创造用于产生在位置测量设备中精确的触发信号的方 法。
[0008] 该任务通过根据权利要求1的用于产生异步触发信号的方法来解决。
[0009]在此提出用于在位置测量设备中产生异步触发信号的方法，该设备具有位置检测 单元、处理单元和接口单元，其中位置测量设备经由接口和双向的数据传输线出于通信的 目的与后继电子器件是能够连接的，所述方法具有以下步骤：
[0010] -通过以工作时钟信号的时间栅格的异步数据流的探测从异步数据流生成同步数 据流，所述异步数据流从后继电子器件的方向进入位置测量设备，
[0011] -通过分析同步数据流在确定用于触发信号的输出的释放条件的情况下生成门信 号并且
[0012] -在存在门信号和出现异步数据流的信号侧翼的情况下产生触发信号。
[0013] 另外本发明的任务在于创造用于在位置测量设备中产生精确触发信号的改进装 置。
[0014] 该任务通过根据权利要求6的用于产生异步触发信号的方法来解决。
[0015] 现在建议用于在位置测量设备中产生异步触发信号的装置，所述位置测量设备具 有位置检测单元、处理单元和接口单元并且所述位置测量设备出于通信的目的能够经由接 口单元和双向数据传输信道与后继电子器件连接。装置包括触发单元，供给所述触发单元 后继电子器件的异步数据流和同步数据流（所述同步数据流能够在同步化单元中通过以 工作时钟信号的时间栅格探测异步数据流产生）。触发单元具有分析单元，在所述分析单元 中通过分析同步数据流能够确定用于触发信号的输出的释放条件并且能够产生门信号，以 及触发信号输出单元，门信号被供给到所述触发信号输出单元并且在所述触发信号输出单 元中存在门信号和出现异步数据流的信号侧翼的情况下能够产生触发信号。
[0016] 本发明的有利的扩展方案分别在从属权利要求中给出。
[0017] 本发明的另外优势和细节根据以下按照附图的说明书得到。
【附图说明】
[0018] 其中
[0019] 图1示出根据本发明的位置测量设备的框图，
[0020] 图2示出用于说明根据图1的位置测量设备的功能的简化信号图，
[0021] 图3示出根据本发明的另一实施方式的框图以及
[0022] 图4示出用于说明根据图3的位置测量设备的功能的简化信号图。
【具体实施方式】
[0023] 图1示出根据本发明的位置测量设备10的框图。位置测量设备10的中央功能单 元是位置检测单元20和处理单元30。位置检测单元20合适设计为用于产生数字位置值。 所述位置检测单元在此例如包括具有测量分度的量具（Mai3verk6rperung)、用于其探 测的探测单元、以及用于根据探测单元的探测信号形成数字位置值的信号处理电子器件， 所述探测信号通过测量分度的探测产生。量具和探测单元以已知的方式彼此相对运动地布 置并且在机械上与应该彼此测量其位置的机械部件连接。如果位置测量设备10是旋转编 码器（利用所述旋转编码器应该测量电动马达的轴的角度位置），那么探测单元（或者旋转 编码器的壳体）例如安装到马达壳体并且与量具旋转固定连接的旋转编码器的轴经由轴 耦合与待测量的马达轴连接。
[0024] 基于位置检测单元20的物理探测原理对于本发明是没有意义的。因此能够是光 学的、磁学的、电容的或电感的探测原理。相应于为了把探测单元的探测信号处理成位置值 需要的必要处理步骤，信号处理电子器件包括功能单元，所述功能单元实施处理步骤，例如 放大、信号修正（位移、振幅、相位修正）、内插、分度周期的计数、A/D转换…。
[0025] 为了在位置检测单元20和处理单元30之间传输控制信号和/或数据设置信号线 21。信号线21尤其作用于将在位置检测单元20中产生的位置值传输到处理单元30中。
[0026] 在处理单元30中必要时继续处理位置值以便于获得输出数据。在此处理步骤（例 如缩放、改变数据格式、错误修正…）能够是需要的，所述处理步骤在处理单元30中纯数字 地实施。然而输出数据能够不仅是位置值，而且也能够是速度或加速度值，其在处理单元30 中根据多个、连续产生的位置值计算出。
[0027] 为了现在能够同步位置检测单元20和处理单元30中的运行并且在准确的时间栅 格中运行，在位置测量设备10中设置时钟发生器70,所述时钟发生器产生用于时间基础的 工作时钟信号CLK。工作时钟信号CLK供给到位置检测单元20和处理单元30。
[0028] 在位置测量设备10中另外布置接口单元40,利用所述接口单元能够实现与后继 电子器件100的通信。尤其是经由接口单元40进行将输出数据传输到后继电子器件100。 输出数据例如经由信号线31从处理单元30或位置检测单元20传送到接口单元40。在接 口单元40和后继电子器件100之间的物理联系在此经由位置测量设备10中的接口线41和 至少一个接口电缆51形成，在其间经常布置发送/接收单元50,所述发送/接收单元将待 发送的信号（所述信号在位置测量设备10中大多作为质量有关（massebezogene)(单端） 的信号存在）例如根据广泛分布的RS-485标准转化成微分信号并且根据微分信号（所述 微分信号从后继电子器件100抵达到位置测量设备10中）产生质量有关的信号。接口线 41、接口电缆51以及必要时发送/接收单元50构成双向的数据传输信道。
[0029] 对此备选地，在接口单元40和后继电子器件100之间的数据传输也能够光学地进 行。在这样的变型方案中发送/接收单元50例如实施为从电信号到光信号（以及相反地） 的变换单元，接口电缆51是光纤。
[0030] 同样地对接口单元40供给工作时钟信号CLK。
[0031] 仅仅鉴于完全性指出：位置测量设备110的电流/电压供给同样地能够经由接口 电缆51进行并且在位置测量设备10中能够设置插塞连接器或接头夹子用于接通接口电缆 51〇
[0032] 如何在后继电子器件100和位置测量设备10之间进行通信的方法和方式在接口 协议中规定。在此经常使用提问-回答模式，这就是说后继电子器件1〇〇(主设备）发送指 令（必要时跟随数据）到位置测量设备（从设备），所述位置测量设备处理指令并且必要时 发送需要的数据到后继电子器件100。指令通常能够是写入和/或读取指令，例如从存储单 元写入或读出到处理单元30。为了请求位置值能够设置特定的位置请求指令用于作为到后 继电子器件100的输出数据。
[0033] 指令和数据以数据