通過雙向數(shù)據(jù)傳輸信道進行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在位置測量裝置和隨動電子設(shè)備(Folgeelektronik)之間通過雙向數(shù)據(jù)傳輸信道進行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，以及根?jù)權(quán)利要求10所述的對應(yīng)的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]位置測量裝置例如在自動化技術(shù)中被使用用于在受調(diào)節(jié)的傳動時確定定位實際值(Lageistwerte)，其中隨動電子設(shè)備、例如數(shù)字控制裝置需要所述定位實際值，用以計算調(diào)節(jié)回路用的額定值，利用所述額定值來控制所述傳動(例如工具或者工件的進給)。如果所述位置測量裝置是旋轉(zhuǎn)編碼器(Drehgeber)或者角度測量設(shè)備，則所述位置測量裝置為此例如直接地或者間接地與發(fā)動機的軸耦合。長度測量設(shè)備例如測量在機器底座和相對于機器底座可定位的機器零件、例如可移動的工具滑塊之間的線性運動。
[0003]現(xiàn)今優(yōu)選地使用絕對位置測量裝置。這些絕對位置測量裝置產(chǎn)生絕對測量值，所述絕對測量值通過數(shù)字的、大多數(shù)串行的數(shù)據(jù)接口從位置測量裝置被傳輸?shù)诫S動電子設(shè)備。所述測量值大多數(shù)是位置值(角度值或者線性位置)，但是還公知的是以下位置測量裝置:所述位置測量裝置提供速度值或者加速度值、也即說明位置的時間變化的測量值。
[0004]在將位置測量裝置連接到隨動電子設(shè)備、例如機床控制裝置上時不能低估的成本因素是對于運行所需要的電線路的數(shù)量，因為所述電線路決定性地確定使用的價值高的數(shù)據(jù)電纜的價格。出于該原因，越來越多地轉(zhuǎn)向使用串行接口，其中所述數(shù)據(jù)傳輸通過僅一個雙向運行的數(shù)據(jù)傳輸信道實現(xiàn)。這樣的串行接口在W0 2009/149966 A1中被描述。為了能夠跨接在位置測量裝置和隨動電子設(shè)備之間的有時大的距離，所述信號傳輸通過主傳輸段大多數(shù)有區(qū)別地、例如根據(jù)公知的RS-485標(biāo)準(zhǔn)進行。對于信號傳輸，在該情況下需要唯一的線路對。為了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，在位置測量裝置和隨動電子設(shè)備中分別設(shè)置合適的線路驅(qū)動器和線路接收器。
[0005]為了反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)方向，在要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀完全地被輸出后，發(fā)送設(shè)備去活其線路驅(qū)動器。在接收設(shè)備完全地接收了數(shù)據(jù)幀后，該接收設(shè)備激活其線路驅(qū)動器并且因此變?yōu)榘l(fā)送設(shè)備，該發(fā)送設(shè)備重又將數(shù)據(jù)幀輸出到數(shù)據(jù)傳輸信道上。在一方面去活線路驅(qū)動器和另一方面激活線路驅(qū)動器之間的時間間隔中，所述線路對與所連接的設(shè)備相比是高歐姆性的和因此易受干擾信號干擾，其中該時間間隔決定性地通過信號在線路上的運行時間確定。為了現(xiàn)在所述接收設(shè)備在數(shù)據(jù)方向反轉(zhuǎn)后安全地識別數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始，所述發(fā)送設(shè)備在數(shù)據(jù)幀的開始始終以開頭的方式傳輸起始序列(前同步碼(Pdambel))。然而已經(jīng)表明，在不利條件下的信號反射可能引起起始序列的誤識別。
[0006]如果所述信號傳輸段非最優(yōu)地被端接(terminieren)，也即如果在接收器側(cè)上的終端電阻(端接電阻(Terminierungswiderstand))非最優(yōu)地匹配于對于數(shù)據(jù)傳輸信道所使用的線路對的線路阻抗，那么發(fā)生信號反射。在該情況下，在接收器處到達的信號被反射，并且被發(fā)送回發(fā)送器。如果現(xiàn)在發(fā)生數(shù)據(jù)方向的反轉(zhuǎn)，則最初的發(fā)送器變?yōu)榉瓷涞男盘柕慕邮掌鳌Ｈ绻龇瓷涞男盘栔赜蛛S機地包含起始序列的比特模式，則這可以被誤解為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。
[0007]該問題可以被回避，其方式是只有當(dāng)由數(shù)據(jù)傳輸?shù)贸龅男盘柗瓷浒踩乇粶p輕時，接收單元的線路接收器才被激活。但是這導(dǎo)致不希望的訪問周期延長，并且因此應(yīng)當(dāng)被避免。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的任務(wù)是，實現(xiàn)用于在位置測量裝置和隨動電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，利用該方法，?shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始可以可靠地被識別。
[0009]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法解決。
[0010]提出用于在位置測量裝置和隨動電子設(shè)備之間通過雙向數(shù)據(jù)傳輸信道進行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其中所述?shù)據(jù)傳輸根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸代碼被編碼，并且以數(shù)據(jù)幀的形式進行，并且分別由發(fā)送器側(cè)的接口單元以起始序列開始數(shù)據(jù)傳輸，所述起始序列的編碼與剩余的數(shù)據(jù)幀的編碼至少部分地有偏差，并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始在數(shù)據(jù)方向反轉(zhuǎn)后分別由接收器側(cè)的接口單元通過確定起始序列來識別。
[0011]此外本發(fā)明的任務(wù)是，實現(xiàn)用于在位置測量裝置和隨動電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，利用該設(shè)備能夠可靠地識別數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。
[0012]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備解決。
[0013]這里提出用于在位置測量裝置和隨動電子設(shè)備之間通過雙向數(shù)據(jù)傳輸信道進行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，其中不僅在位置測量裝置中而且在隨動電子設(shè)備中設(shè)置各一個接口單元，在所述接口單元中由要發(fā)送的數(shù)據(jù)和/或指令能夠產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸代碼編碼，并且能夠被輸出給數(shù)據(jù)傳輸信道，其中所述數(shù)據(jù)和/或指令能夠由源組件輸送給所述接口單元，并且其中分別在發(fā)送器側(cè)能夠以起始序列開始數(shù)據(jù)傳輸，所述起始序列的編碼與剩余的數(shù)據(jù)幀的編碼至少部分地有偏差，并且分別在接收器側(cè)在接口單元中在數(shù)據(jù)方向反轉(zhuǎn)后能夠通過確定起始序列識別數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。
[0014]按照本發(fā)明的方法的其他優(yōu)點和細節(jié)以及對應(yīng)的設(shè)備由以下實施例的描述得出。
【附圖說明】
[0015]圖1示出位置測量裝置和隨動電子設(shè)備的框圖，所述置測量裝置和隨動電子設(shè)備通過雙向數(shù)據(jù)傳輸信道彼此連接，
圖2示出用于闡述曼徹斯特編碼的信號圖，
圖3示出按照本發(fā)明的通信周期的信號圖，
圖4示出位置測量裝置的接口單元的框圖，和圖5示出隨動電子設(shè)備的接口單元的框圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1示出位置測量裝置10和隨動電子設(shè)備100的框圖，所述置測量裝置和隨動電子設(shè)備通過雙向數(shù)據(jù)傳輸信道50彼此連接。
[0017]所述位置測量裝置10具有位置檢測單元20和可選擇的處理單元30形式的測量設(shè)備組件。所述位置檢測單元20被合適地設(shè)計用于產(chǎn)生數(shù)字位置值。所述位置檢測單元為此例如包括具有測量刻度的整體量具、用于對其掃描的掃描單元以及用于由掃描單元的掃描信號形成數(shù)字位置值的信號處理電子設(shè)備，所述掃描信號通過掃描測量刻度被生成。整體量具和掃描單元以公知的方式相對地彼此可移動地布置和與機器零件以機械方式連接，所述機器零件彼此的位置應(yīng)當(dāng)被測量。如果所述位置測量裝置10是旋轉(zhuǎn)編碼器，利用所述旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)當(dāng)測量電動機的軸的角位置，則所述掃描單元(例如旋轉(zhuǎn)編碼器的外殼)例如被安置在發(fā)動機外殼處，并且旋轉(zhuǎn)編碼器的軸通過聯(lián)軸器與要測量的發(fā)動機軸連接，所述軸與整體量具抗扭地連接。
[0018]尤其為了提供時基或者定義的時間光柵用于數(shù)字電路部分，此外時鐘發(fā)生器35布置在位置測量裝置10中。該時鐘發(fā)生器提供工作時鐘信號CLK，所述工作時鐘信號CLK被輸送給數(shù)字狀態(tài)自動機、微處理器、微控制器等。
[0019]位置檢測單元20所基于的物理掃描原理對于本發(fā)明是不重要的。因此可以是光學(xué)、磁性、電容性或者電感性掃描原理。根據(jù)用于將掃描單元的掃描信號處理為位置值的所需要的必要處理步驟，所述信號處理電子設(shè)備包括功能單元，所述功能單元實施諸如放大、信號校正(偏移校正、幅度校正、相位校正)、內(nèi)插、刻度周期(Teilungsper1den)計數(shù)、A/D轉(zhuǎn)換……的處理步驟。
[0020]為了在位置檢測單元20和處理單元30之間傳輸控制信號和/或數(shù)據(jù)，設(shè)置合適的信號線路。所述信號線路尤其用于將在位置檢測單元20中生成的位置值傳輸?shù)教幚韱卧?0。
[0021]在處理單元30中，所述位置值必要時進一步被處理，以便獲得輸出數(shù)據(jù)。為此，可能需要處理步驟、諸如標(biāo)定(Skalierung)、數(shù)據(jù)格式的改變、錯誤校正等，所述處理步驟在處理單元30中純數(shù)字地被實施。但是，輸出數(shù)據(jù)可以不僅是位置值，而且是速度值或者加速度值，所述速度值或者加速度值在處理單元30中由多個相繼產(chǎn)生的位置值來計算。
[0022]為了一方面與隨動電子設(shè)備100通信而另一方面與測量設(shè)備組件20、30通信，此外在位置測量裝置10中布置接口單元40。尤其通過接口單元40實現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)到隨動電子設(shè)備100的傳輸。所述輸出數(shù)據(jù)從處理單元30或者位置檢測單元20通過合適的信號線路傳送給接口單元40。工作時鐘信號CLK也被輸送給接口單元40。
[0023]用于在位置測量裝置10的接口單元40和隨動電子設(shè)備100的對應(yīng)的接口單元140之間傳輸指令和數(shù)據(jù)的物理連接