[发明专利]自适应参考标记检测过程

说明书

一种编码器装置，包括相对于标尺可移动的读头，所述读头被配置用于产生位置信号，以及当所述读头经过所述标尺上的参考标记时产生参考标记信号，该编码器装置被配置使得用于产生所述参考标记信号的所述过程响应于环境变化而自动适配，以便至少贯彻维持所述位置与参考标记信号之间的给定关系。

本发明涉及一种编码器装置，具体涉及一种包括一个或多个参考标记的编码器装置。

用于测量两个构件的相对位移的已知形式的编码器装置包括：一个构件上的标尺和另一个构件上的读头。标尺包括一系列标尺标记，例如定义图案的亮线和暗线。读头具有响应于合成图案的传感器，从所述合成图案中生成位置信号，并且从所述合成图案中可以确定标尺和读头的相对位移的度量。在周期性图案中具有其标记的标尺被称为增量标尺，并且读头的传感器通常被布置用于产生一对正交相位信号。这种编码器装置可以是光学的、磁性的、电容的或电感的。在EP 514081和EP 543513中描述了这种光学装置的示例。还已知的是提供具有标记的标尺，所述标记限定一系列可唯一地识别的位置，这通常称为绝对标尺。

还已知的是，对于设置有一个或多个参考标记的标尺，当通过读头检测时，所述参考标记提供参考标记信号使得能够确定读头的预定参考位置。为了使参考标记信号有用，其相对于其他标尺特征的位置必须是已知的并且必须是可重复的。换句话说，由参考标记通道所产生的参考标记信号必须与相应的位置(例如，增量和/或绝对)信号正确对准，并且其与位置信号的关系(例如，其位置)在依赖参考标记的操作期间不得随时间改变。存在各种校准技术以确保最初获得参考标记和位置信号的对准(例如，如WO 2007/052052中描述的)。然而，这种对准会随着时间推移或随着使用而降级。例如，由于电子部件的漂移、读头对准的变化、环境变化(例如温度、环境照明)等可能发生这种降级。

已知的是在编码器中提供自动增益控制(AGC)以便维持特定的信号幅度。例如，在光学增量编码器中，已知的是控制读头光源的亮度以便维持增量信号的特定幅度。例如，如果AGC过程识别出增量信号的幅度减小，则已知的是增加光源的亮度以补偿这一点。如果增量和参考标记轨道有共同的光源，则AGC过程可能会对增量和参考标记信号具有影响。AGC还用于其他编码器类型，例如磁性编码器。例如，DE 29614974公开了一种用于磁性编码器的AGC形式，以用于温度补偿。DE 29614974还公开了使用限幅器电路，对所述限幅器电路进行温度补偿以对参考信号进行信号整形。

WO 2007/057645描述了一种用于监测参考标记选通脉冲和参考标记脉冲的相位对准降级并且在检测到显著降级时生成警告信号的方式。如果接收到这种警告信号，则操作员可以采取适当的动作，例如关掉机器和/或重新校准参考标记。

本发明涉及一种改进的编码器装置。具体地，本发明涉及一种编码器装置，所述编码器装置被配置用于主动地维持增量与参考标记信号之间的给定/特定(例如，期望的)关系。

根据本发明的第一方面，提供了一种编码器装置，包括相对于标尺可移动的读头，其被配置用于产生位置信号，以及当所述读头经过所述标尺上的参考标记时产生参考标记信号，被配置使得用于产生所述参考标记信号的所述过程响应于环境变化而自动适应，以便至少贯彻维持所述位置与参考标记信号之间的给定/特定(例如，预设的)关系。

根据本发明的编码器装置可以自动地采取动作以便试图保持位置与参考标记信号之间的给定/特定关系。这可以提供一种更灵活的编码器装置。例如，其可以帮助改进和/或确保参考标记信号的可重复性，尽管环境变化会以其他方式影响位置与参考标记信号之间的关系。当不可能或不希望重新校准编码器装置时，这可能是特别有用的。

可选地，位置信号可以指示/用于确定标尺和读头的实际/绝对位置。可选地，位置信号可以指示/用于确定标尺和读头的相对位置的变化。因此，位置信号可以指示标尺和读头的相对移动。

如将理解的，各种环境变化可以(在本发明之外)潜在地影响位置与参考标记信号之间的关系。