Dr. Johannes Heidenhain Patente

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung serieller Datenrahmen. Die Vorrichtung umfasst eine Seriell-/Parallel-Wandlereinheit (42, 142), eine Auswerteeinheit (48, 148) und wenigstens zwei Datenregister (44, 45, 144, 145, 146, 160), wobei €¢ der Seriell-/Parallel-Wandlereinheit (42, 142) serielle Datenrahmen (F, F1-F9) zugeführt sind und von der Seriell-/Parallel-Wandlereinheit (42, 142) serielle Datenblöcke (A, B, P1, P2A, P2B, P2C), die in den seriellen Datenrahmen (F, F1-F9) enthalten sind, in parallele Datenblöcke (A, B, P1, P2A, P2B, P2C) wandelbar und an die Datenregister (44, 45, 144, 145, 146, 160) ausgebbar sind, €¢ die parallelen Datenblöcke (A, B, P1, P2A, P2B, P2C) in den Datenregistern (44, 45, 144, 145, 146, 160) speicherbar und von diesen zur weiteren Verarbeitung an eine Verarbeitungseinheit (50, 150) ausgebbar sind und €¢ der Auswerteeinheit (48, 148) ebenfalls die seriellen Datenrahmen (F, F1-F9) zugeführt sind und von der Auswerteeinheit (48, 148) das Speichern der parallelen Datenblöcke (A, B, P1, P2A, P2B, P2C) in die Datenregister (44, 45, 144, 145, 146, 160) abhängig von Inhalten der seriellen Datenrahmen (F, F1-F9) steuerbar ist. Erfindungsgemäß sind zum Speichern von n zusammengehörenden Datenblöcken (A, B, P2A, P2B, P2C) n Datenregister (44, 45, 144, 145, 146) vorgesehen und die Zuordnung der zusammengehörenden n Datenblöcke (A, B, P2A, P2B, P2C) zu den n Datenregistern (44, 45, 144, 145, 146), in die sie gespeichert werden, ist von der Auswerteeinheit (48, 148) veränderbar, wobei n eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist.

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Die optische Positionsmesseinrichtung gemäß der Erfindung umfasst eine Maßverkörperung (1.1) mit einem Gitter (G1) zur Inkrementalmessung und einer Absolutmarkierung (R1) zur Absolutmessung. Für die Inkrementalmessung wird Licht mit einer Wellenlänge (λ1) verwendet die kleiner ist als die Wellenlänge (λ2) des Lichtes für die Absolutmessung.

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Positionsmesseinrichtung zur Erfassung der Relativposition eines Maßstabs und einer Abtastplatte, die relativ zueinander entlang mindestens einer Messrichtung beweglich angeordnet sind. Ein von einer Lichtquelle emittiertes Strahlenbündel erfährt durch ein erstes Gitter eine Aufspaltung in mindestens zwei Teilstrahlenbündel, deren Polarisationszustände orthogonal zueinander orientierbar sind. Die Teilstrahlenbündel erfahren eine Wiedervereinigung zu einem resultierenden Strahlenbündel, wobei aus dem resultierenden Strahlenbündel in einer Detektionseinheit mehrere verschiebungsabhängige Abtastsignale erzeugbar sind. In den Strahlengängen der Teilstrahlenbündel sind Polarisationsmittel angeordnet, deren Polarisationswirkungen auf die darauf einfallenden Teilstrahlenbündel entlang von Bewegungsfreiheitsgraden des Maßstabs periodisch mit einer Polarisationsperiode veränderlich sind, wobei die Polarisationsperiode der Polarisationsmittel größer als die Teilungsperiode des ersten Gitters ist (Fig. 5b).

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Abstandssensor sowie eine Positionsmesseinrichtung mit einem derartigen Abstandssensor. Der Abstandssensor umfasst eine erste Lichtquelle, einen Reflektor, zwei als Transmissionsgitter ausgebildete Abtastgitter, eine Detektoranordnung sowie eine Auswerteeinheit. Die von der ersten Lichtquelle emittierten Strahlenbündel beaufschlagen den Reflektor, erfahren eine Rückreflexion und durchlaufen anschließend das erste und zweite Abtastgitter. In einer Detektionsebene der Detektoranordnung resultiert aus der Wechselwirkung der Strahlenbündel mit den Abtastgittern ein periodisches Streifenmuster mit einer definierten Streifenmusterperiode. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet und eingerichtet, aus der ermittelten Streifenmusterperiode und weiteren bekannten Geometrie-Parametern den Abstand zwischen der Detektionsebene und dem Reflektor entlang einer ersten Messrichtung zu bestimmen, die senkrecht zum Reflektor orientiert ist. Der Abstandssensor kann in eine Positionsmesseinrichtung integriert werden, die eine Positionsbestimmung entlang einer zweiten Messrichtung ermöglicht

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Es wird eine Reglerstruktur zum Positionieren einer Last mittels eines elektrischen Motors (M) angegeben, die eine Einrichtung (1) zur aktiven Dämpfung unerwünschter niederfrequenter Schwingungen aufweist. Die Reglerstruktur weist einen Lageregler (2), einen Geschwindigkeitsregler (3) und einen Stromregler (4) auf, die zusammen einen kaskadierten Regelkreis bilden. Dem Regelkreis sind Dämpfungssignale (v-FF, α-FF) aufgeschaltet, die unerwünschten niederfrequenten Schwingungen entgegen wirken, wobei wenigstens ein erstes und ein zweites Dämpfungssignal (v-FF, α-FF) unterschiedlicher Phasenlage aus einem einzigen Sensorsignal (x_ist, a_ist) abgeleitet sind, und wobei das erste Dämpfungssignal (v-FF) zwischen Lageregler (2) und Geschwindigkeitsregler (3) aufgeschaltet ist, und dass das zweite Dämpfungssignal (a-FF) zwischen Geschwindigkeitsregler (3) und Stromregler (4) aufgeschaltet ist.

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Positionsmesseinrichtung zur Erfassung der Position von zwei relativ zueinander beweglichen Objekten. Sie umfasst eine Maßverkörperung, die mit einem der beiden Objekte verbunden ist und eine Messteilung mit einer periodischen Anordnung von Teilungsbereichen entlang mindestens einer ersten Teilungsrichtung aufweist. Ferner umfasst die Positionsmesseinrichtung eine Abtasteinheit mit mehreren optischen Elementen, die beweglich relativ zur Maßverkörperung angeordnet ist. Über die Anordnung und Ausbildung der optischen Elemente der Abtasteinheit resultiert ein Abtaststrahlengang, in dem zur Interferenz gelangende Teilstrahlenbündel in Bezug auf eine Symmetrieebene spiegelsymmetrisch propagieren und entweder V-förmig auf die Maßverkörperung einfallen und/oder eine V-förmige Rückreflexion von der Maßverkörperung erfahren. Die Symmetrieebene ist um einen definierten Kippwinkel um eine Drehachse verkippt, welche parallel zur Oberfläche der Maßverkörperung orientiert ist und sich senkrecht zur ersten Teilungsrichtung erstreckt (Fig. 2a).

Numerische Steuerung zum Betreiben einer Werkzeugmaschine mit mehreren Achsen, mit einem Antriebsregler für jede anzusteuernde Achse, wobei die Antriebsregler über Maschinenparameter (Kp, Ki, Kd, MP, Tt) parametrierbar und somit auf verschiedenste Anwendungen anpassbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass über Abgriffpunkte in den Antriebsreglern variable Regelgrößen (wnom, wact, Iqnom, Iqact, Unom, vnom, anom, I_int) und Maschinenparameter auswählbar (Kp, Ki, Kd, MP, Tt) sind, um als Argumente oder Parameter einer nutzerdefinierten Funktion zur Berechnung eines Ausgangswerts herangezogen zu werden, die der funktionsabhängigen Beeinflussung von einem der Antriebsregler dient.

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