CH694260A5 - Vorrichtung zur Uebertragung einer Position. - Google Patents

Description

  



   



   Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Übertragung einer  Position. Bei Servoantrieben ist es Stand der Technik, die an der  Motorwelle von einem Absolutwertgeber erfasste Position an eine Steuerung  weiterzureichen. In den Servoantrieben wird hierzu eine so genannte  Encoder-Simulation vorgesehen, die das Signal des Absolutwertgebers  in Inkrementalgebersignale umsetzt. Die Steuerung wertet die inkrementellen  Gebersignale aus und bildet hieraus einen Positionswert. Hierbei  werden insbesondere Änderungen des Absolutwertgebersignals in eine  Impulsfolge entsprechender Dauer umgesetzt. Um jedoch nach der Aktivierung  des Antriebs dessen Startposition zu ermitteln, ist üblicherweise  eine Referenzpunktfahrt vorgesehen.

   Bei Erreichen der bekannten Position  des Referenzpunkts erfährt die Steuerung einen Referenzimpuls, sodass  mit Auftreten dieses Referenzimpulses der Antrieb die vorbekannte  Position einnimmt, die in der Steuerung hinterlegt wird. Eine Referenzpunktfahrt  zur Bestimmung der aktuellen Startposition ist jedoch zeitaufwändig.  Vorteile der Erfindung  



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Übertragung einer Position  weist einen Absolutwertgeber auf, dessen Absolutsignal einer Inkrementalgebernachbildung  zugeführt ist. Diese setzt das Absolutsignal in ein Inkrementalsignal  um, das in einer Steuerung verarbeitet wird. Mit dem Auftreten eines  Startsignals wird das Inkrementalsignal so lange im Sinne einer Übertragung  der Absolutposition verarbeitet, bis ein Fertigsignal das Ende der  Übertragung der Absolutposition anzeigt oder eine vorgegebene Zeitdauer  - beginnend mit dem Auftreten des Startsignals - verstrichen ist.  Durch die gezielte Vorgabe von Start- und Fertigsignal kann auf eine  Referenzpunktfahrt zur Bestimmung der Startposition, beispielsweise  eines Antriebs, verzichtet werden.

   Die beschriebene Erfindung ermöglicht  die Übertragung der Absolutposition von einem oder mehreren Absolutwertgebern  in eine übergeordnete Steuerung. Auf die schon bestehende standardisierte  Schnittstellenverbindung zwischen Inkrementalgebernachbildung und  Steuerung kann zurückgegriffen werden. Die noch notwendigen Steuersignale  "Startsignal, Fertigsignal" lassen sich in einer speicherprogrammierbaren  Steuerung sehr einfach programmieren und auswerten. 



   Abhängig von der Frequenz des Inkrementalsignals lässt sich vereinfachend  eine Zeitdauer vorgeben, innerhalb derer erwartet werden kann, dass  die Übertragung der Absolutposition abgeschlossen ist. Auf eine Erzeugung  des Fertigsignals kann verzichtet werden. 



   In einer zweckmässigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Inkrementalgebernachbildung  einen Regler enthält, dessen Reglerausgangssignal einem Oszillator  zugeführt ist, dessen Ausgangssignal das Inkrementalsignal ist. Dieses  wird einem Zähler zugeführt, der ein Zählersignal abgibt. Dem Regler    ist die Differenz von Absolutposition und Zählersignal als Eingangsgrösse  zugeführt. Das Fertigsignal wird dann an die Steuerung abgegeben,  wenn die Differenz zwischen Absolutposition und Zählersignal zu Null  wird. Mit dem Startsignal wird die Absolutposition auf den Regler  gegeben. Wegen der auftretenden Soll-Ist-Differenz am Reglereingang  veranlasst die Reglerausgangsspannung den Oszillator zur Abgabe eines  pulsierenden Inkrementalsignals. Dieses wird sowohl an die Steuerung  als auch an den Zähler der Inkrementalgebernachbildung weitergeleitet.

    Dieser Zähler, der mit dem Empfang des Startsignals in einen definierten  Anfangszustand gebracht wurde, wird entsprechend dem Inkrementalsignal  hochgezählt. Wenn Absolutposition und Zählersignal übereinstimmen,  ist die Absolutposition auch in eine entsprechende Anzahl von Impulsen  des Inkrementalsignals umgesetzt. Dadurch hat sowohl der Zähler der  Inkrementalgebernachbildung als auch der der Steuerung die Startposition  übernommen.  Zeichnung  



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt  und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die Fig. 1, 2  und 4 jeweils ein Blockschaltbild, die Fig. 3a bis 3d zugehörige  Signalverläufe einer erfindungsgemässen Vorrichtung.  Beschreibung  des Ausführungsbeispiels  



   Ein Absolutwertgeber 10 gibt eine Absolutposition 12 an eine Inkrementalgebernachbildung  14 ab. Diese erzeugt ein Inkrementalsignal 16 und ein Fertigsignal  22, die eine Steuerung 18 verarbeitet. Die Steuerung 18 gibt ein  Startsignal 20 an die Inkrementalgebernachbildung 14 ab. 



     Die Differenz von der Absolutposition 12 und einem Zählersignal  30 eines Zählers 28 ist als Eingangsgrösse einem Regler 24 zugeführt.  Der Regler 24 gibt das Fertigsignal 22 und ein Reglerausgangssignal  23 ab. Das Reglerausgangssignal 23 ist einem Oszillator 26 zugeführt,  der das Inkrementalsignal 16, das auch dem Zähler 28 als Eingangsgrösse  dient, erzeugt. Das Startsignal 20 wird von dem Oszillator 26 und  dem Zähler 28 als Eingangsgrösse benötigt. 



   Gemäss Fig. 4 sind eine erste und eine zweite Inkrementalgebernachbildung  14a, 14b vorgesehen, denen jeweils eine erste und eine zweite Absolutposition  12a, 12b zugeführt wird und die jeweils ein erstes und zweites Inkrementalsignal  16a, 16b an die Steuerung 18 abgeben. Die Steuerung 18 stellt für  die Inkrementalgebernachbildungen 14a, 14b jeweils das Startsignal  20 zur Verfügung. Der ersten Inkrementalgebernachbildung 14a ist  ein erster Schalter 32a, der zweiten Inkrementalgebernachbildung  14b ein zweiter Schalter 32b zugeordnet. Die Schalter 32a, 32b sind  in Reihe geschaltet. Das Ausgangssignal des zweiten Schalters 32b  stellt das Fertigsignal 22 dar, das wiederum der Steuerung 18 als  Eingangsgrösse dient. 



   Als Absolutwertgeber 10 kommen beispielsweise Resolver oder optische  Geber zum Einsatz. So genannte Multiturn-Absolutwertgeber erlauben  eine Auflösung auf mehrere Umdrehungen. Die Inkrementalgebernachbildung  14 des Absolutwertgebers 10 setzt die Absolutposition 12 in bekannter  Weise in ein Inkrementalsignal 16 um. Die Inkrementalgebernachbildung  14 ist beispielsweise wie in Fig. 2 gezeigt aufgebaut. 



   Nachfolgend wird die Bestimmung des Startwerts der Absolut-Position  12 beschrieben. Der Absolutwertgeber 10 erfasst beispielsweise die  Absolutposition 12 eines Antriebs. Die Anordnung befindet sich noch  ausser Betrieb. Die Steuerung 18    erkennt und interpretiert ein  Bediensignal in der Weise, dass ein Start der Vorrichtung gewünscht  wird. Zum ersten Zeitpunkt t0 wechselt der logische Zustand des Startsignals  20 von Null auf logisch Eins. In der Steuerung 18 wird ein Rücksetzen  des entsprechenden Positionszählers veranlasst. Zum ersten Zeitpunkt  t0 wird der Zähler 28 zurückgesetzt und der Oszillator 26 gestartet.  Das Zählersignal 30 weist zum ersten Zeitpunkt t0 den Wert Null auf.  Der Absolutwertgeber 10 gibt entsprechend der Anfangsposition des  Antriebs eine Absolutposition 12 ab, die vom Wert Null verschieden  ist.

   Auf Grund der Abweichung von Absolutposition 12 und Zählersignal  30 steuert der Regler 24 den Oszillator 26 in der Weise an, dass  er eine Impulsfolge des Inkrementalsignals 16 abgibt. Bekanntermassen  wird der Oszillator 26 zwei phasenverschobene Impulse ausgeben, wobei  die Phasenverschiebung zum Zwecke der Drehrichtungserkennung des  Antriebs ausgewertet wird. Für die Erfindung ist dies jedoch nicht  von Bedeutung. Das Inkrementalsignal 16 veranlasst sowohl den Zähler  28 der Inkrementalgebernachbildung 14 als auch den Positionszähler  der Steuerung 18 zum Hochzählen. Das Zählersignal 30 nimmt gemäss  Fig. 3c linear zu. Solange noch eine Abweichung von Absolutposition  12 und Zählersignal 30 vorhanden ist, wird der Regler 24 den Oszillator  26 zur Abgabe einer Impulsfolge veranlassen.

   Zum zweiten Zeitpunkt  t1 jedoch ist die Differenz von Absolutposition 12 und Zählersignal  30 zu Null geworden. Der Regler 22 erkennt die Übereinstimmung der  beiden Signale und gibt ein Fertigsignal 22 an die Steuerung 18 ab.  Der Zählerstand des Positionszählers der Steuerung 18 ist nun ein  Mass für die Absolutposition 12, die auch mit dem Zählersignal 30  des Zählers 28 übereinstimmt. Somit ist die Anfangsposition des Absolutwertgebers  10 sowohl in der Inkrementalgebernachbildung 14 als auch in der Steuerung  18 vorhanden. Die Phasenlage der beiden Inkrementalsignale bestimmt,  ob der Zähler 28 aufwärts oder abwärts gezählt wird. 



     Eine Übertragung der Anfangsposition ist auch dann möglich, wenn  sich der Antrieb relativ langsam bewegt. 



   Gemäss dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 schliesst die jeweilige  Inkrementalgebernachbildung 14a, 14b den zugeordneten Schalter 32a,  32b dann, wenn Absolutposition 12a, 12b und das jeweilige Zählersignal  30 übereinstimmen. Sind alle Schalter 32a, 32b geschlossen, so erkennt  die Steuerung 18 das Ende der Absolutpositionsübertragung und bildet  beispielsweise ein Bereitschaftssignal für den weiteren Betrieb.  Das Startsignal 20 könnte auch dazu verwendet werden, die Absolutposition  12 beispielsweise über das Schliessen eines Schalters der Inkrementalgebernachbildung  14 zuzuführen. 



   In einem alternativen Ausführungsbeispiel ändert das Fertigsignal  22 nach einer vorgegebenen Zeitdauer seinen Signalzustand. Die Zeitdauer  ist hierbei so gewählt, dass innerhalb dieser Zeitdauer - beginnend  mit dem Auftreten des Startsignals 20 - mit einer vollständigen Übertragung  der Absolutposition gerechnet werden kann. Eine entsprechende Timer-Funktion  ist in der Steuerung 18 implementiert, sodass die Leitung zur Übertragung  des Fertigsignals 22 zwischen Inkrementalgebernachbildung 14 und  Steuerung 18 entfallen könnte. 



   Die Vorrichtung findet bevorzugte Verwendung bei der Positionsübertragung  von Antrieben. Sie ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Übertragen einer Position mit einem eine Absolutposition (12) erfassenden Absolutwertgeber, mit einer Inkrementalgebernachbildung (14), die in Abhängigkeit von der Absolutposition (12) ein Inkrementalsignal (16) zur Positionsübertragung an eine Steuerung (18) abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Auftreten eines Startsignals (20) das Inkrementalsignal (16) so lange im Sinne einer Übertragung des Absolutwerts (12) verarbeitet wird, bis ein Fertigsignal (22) das Ende der Übertragung der Absolutposition anzeigt oder eine vorgegebene Zeitdauer - beginnend mit dem Auftreten des Startsignals (20) - verstrichen ist.

2.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkrementalgebernachbildung (14) einen Regler (24) enthält, dessen Reglerausgangssignal (23) einem Oszillator (26) zugeführt ist, dessen Ausgangssignal das Inkrementalsignal (16) ist, das einem Zähler (28) zugeführt ist, der ein Zählersignal (30) abgibt, wobei dem Regler (24) die Differenz von Absolutposition (12) und Zählersignal (30) als Eingangsgrösse dient.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass das Fertigsignal (22) dann an die Steuerung (18) abgegeben wird, wenn die Differenz von Absolutposition (12) und Zählersignal (30) zu Null wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass der Zähler (30) mit Auftreten des Startsignals (20) auf einen vordefinierten Anfangswert gesetzt wird.