DE102007063006A1 - Method and device for producing a material measure for position measuring systems and material measure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Maßverkörperungen (1) sowie eine Maßverkörperung. Um die Polgrenzen (6) zwischen den in die Maßverkörperung (1) einmagnetisierten Polen (N, S) scharf auszugestalten und zu beiden Seiten der Polgrenzen (6) symmetrische Magnetisierung zu erzielen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine Spur der Maßverkörperung wenigstens abschnittsweise mit einem Grobmagnetisierungsfeld (13) mit einer ersten relativ zur Oberfläche (8) der Maßverkörperung ausgerichteten Feldrichtungen (FG) magnetisiert wird und abwechselnd Pole (N, S) unterschiedlicher Polarität erzeugt werden (2, 3). Im Bereich zwischen den vom Grobmagnetisierungsfeld (13) erzeugten Polen wird die Spur wenigstens abschnittsweise mit einem Feinmagnetisierungsfeld (15) mit einer zweiten, zur Feldrichtung (FG) des Grobmagnetisierungsfeldes (13) im Wesentlichen senkrechten Feldrichtung (FF) magnetisiert. Bei der so erzeugten Maßverkörperung ist die magnetische Sättigung der Spur an der Polgrenze (6) gegenüber den in Spurrichtung (SR) benachbarten Abschnitten der Polgrenze (6) verringert.The invention relates to a method and a device for producing measuring graduations (1) and to a material measure. In order to sharply design the pole boundaries (6) between the poles (N, S) magnetized into the material measure (1) and to achieve symmetrical magnetization on both sides of the pole boundaries (6), it is provided according to the invention that at least one track of the material measure at least in sections a coarse magnetizing field (13) with a first relative to the surface (8) of the measuring graduation oriented field directions (FG) is magnetized and alternately poles (N, S) of different polarity are generated (2, 3). In the region between the poles generated by the coarse magnetizing field (13), the track is at least partially magnetized with a fine magnetizing field (15) with a second field direction (FF) substantially perpendicular to the field direction (FG) of the coarse magnetizing field (13). In the material measure thus produced, the magnetic saturation of the track at the pole boundary (6) is reduced compared to the portions of the pole boundary (6) which are adjacent in the track direction (SR).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Maßverkörperung für Positionsmesssysteme, bei dem wenigstens eine Spur der Maßverkörperung wenigstens Abschnittsweise mit einem Grobmagnetisierungsfeld mit einer ersten relativ zur Oberfläche der Maßverkörperung ausgerichteten Feldrichtung magnetisiert wird und abwechselnd Pole unterschiedlicher Polarität erzeugt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Magnetisierungsvorrichtung zur Magnetisierung von Maßverkörperungen für Positionsmessvorrichtungen, mit einer Aufnahme für wenigstens eine Maßverkörperung und mit wenigstens einem Grobmagnetisierungskopf, durch den im Betrieb ein auf die Maßverkörperung einwirkendes Grobmagnetisierungsfeld mit einer ersten Feldrichtung erzeugbar ist.The The invention relates to a method for producing a material measure for position measuring systems, in which at least one track the measuring standard at least in sections with a coarse magnetizing field with a first relative to the surface the dimensional standard aligned field direction is magnetized and alternately poles of different polarity be generated. The invention further relates to a magnetization device for Magnetization of material measures for Position measuring devices, with a receptacle for at least a material measure and with at least one Grossmagnetisierungskopf, by the in operation on the material measure acting coarse magnetizing field with a first field direction can be generated.
Die Erfindung betrifft schließlich auch eine mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung hergestellte Maßverkörperung. Die Maßverkörperung kann insbesondere wenigstens eine Spur von in Spurrichtung aufeinanderfolgenden, magnetisch gesättigten und abwechselnd polarisierten Polen aufweisen.The Finally, the invention also relates to a method using this method and this device produced material measure. The material measure can in particular at least a track of track-following, magnetically saturated and have alternating polarized poles.
Derartige magnetische Maßverkörperungen werden in translatorischen oder rotatorischen Positionsmessystemen zur Bestimmung einer absoluten oder relativen Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung eingesetzt. Die Anordnung der Pole entlang der Spur erfolgt nach einem vorbestimmten Schema, so dass die Polabfolge ein repräsentatives Maß für die Lageänderung eines sich entlang der Spur relativ zur Maßverkörperung bewegenden Magnetsensors ist.such magnetic measuring standards are translational or rotary position measuring systems for determining an absolute or relative position, speed or acceleration used. The arrangement of the poles along the track takes place after a predetermined Scheme so that the pole sequence is a representative measure of the Change in position of one along the track relative to the material measure moving magnetic sensor is.
Je genauer die Abfolge der Pole in der Spur dem vorbestimmten Schema, also ihrer Sollposition, entspricht, um so genauer arbeitet das Positionsmesssystem. Da die Anforderungen an die Genauigkeit der Positionsmesssysteme zunehmend steigen, befassen sich im Stand der Technik einige Druckschriften mit Möglichkeiten, Maßverkörperungen mit einer präzisen Polfolge herzustellen.ever more exactly the sequence of poles in the lane the predetermined scheme, that is, the more accurate it works Position measuring system. Because the accuracy requirements of the Position measuring systems are increasingly increasing, are in the state of Technique some pamphlets with options, measuring standards to produce with a precise sequence of poles.
In
der
Ein ähnliches
Verfahren ist in der
Die
In
der
Magnetisierungsköpfe,
mit denen Maßverkörperungen magnetisiert werden,
sind beispielsweise in der
Bezüglich
der Ausgestaltung der Spuren und der Abfolge der Pole in Positionsmesssystemen
wird auf die
Die Genauigkeit einer Maßverkörperung bestimmt sich nicht nur durch die exakte Lage der Polgrenzen, d. h. durch die exakte Position des Übergangs zwischen den sich abwechselnden Abschnitten umgekehrter Polarität. Wesentlich ist auch, dass der Übergang zwischen diesen Abschnitten exakt definiert ist und die Grenze zwischen den Abschnitten scharf verläuft. Je geringer die Ausdehnung dieses Übergangsbereiches ist, um so zuverlässiger kann die Lage der Polgrenze festgestellt werden. Insbesondere kann die Notwendigkeit entfallen, teure, weil sehr fein arbeitende Sensorköpfe in den Positionsmesseinrichtungen verbauen zu müssen.The accuracy of a material measure is determined not only by the exact position of the pole boundaries, ie by the exact position of the transition between the alternating sections of opposite polarity. It is also essential that the transition between these sections exactly de is finished and the boundary between the sections is sharp. The smaller the extent of this transition region, the more reliably the position of the pole boundary can be determined. In particular, the need for expensive, because very fine-working sensor heads in the position measuring devices must be omitted.
Bei den bisherigen Systemen ist nach wie vor problematisch, dass die Ausdehnung der die Polgrenzen beinhaltenden Übergangsbereiche groß ist, was eine exakte Bestimmung der Position der Polgrenze im Übergangsbereich erschwert und zu Messungenauigkeiten führt. Zudem variiert bei den bekannten Herstellverfahren und -vorrichtungen im Übergangsbereich der Verlauf des in die Maßverkörperung einmagnetisierten Magnetfeldes entlang der Spur sehr stark. Dies führt in Positionsmesssystemen, in denen ein Sensor oftmals mehrere Pole einer Spur auf einmal erfasst, zu einer sich entlang der Spur ändernden Signalqualität und letztendlich ebenfalls zu Messfehlern.at The previous systems is still problematic that the Extension of the transition areas containing the pole boundaries what is an exact determination of the position of the pole boundary in the transition area and difficult to measurement inaccuracies leads. In addition, varies in the known production process and devices in the transition region of the course of in the material measure magnetized magnetic field very strong along the track. This leads to position measuring systems, in which a sensor often detects multiple poles of a track at once, to a signal quality changing along the track and ultimately also measurement errors.
Die Erfindung setzt sich folglich zum Ziel, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von magnetischen Maßverkörperungen so zu verbessern, dass die Ausdehnung des Übergangsbereichs zwischen angrenzenden Polen verringert und die Magnetisierung des Übergangsbereichs entlang der Spur vergleichmäßigt wird.The The invention thus sets itself the goal of the known methods and devices for the production of magnetic measuring standards so as to enhance the extent of the transitional area between adjacent poles decreases and the magnetization of the transition region is made uniform along the track.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, dass die Spur im Bereich zwischen den vom Grobmagnetisierungsfeld erzeugten Polen wenigstens abschnittsweise mit einem Feinmagnetisierungsfeld mit einer zweiten, zur Feldrichtung des Grobmagnetisierungsfeldes im Wesentlichen senkrechten Feldrichtung, magnetisiert wird.According to the invention this task for the aforementioned method thereby solved that track in the area between those of the gross magnetization field produced poles at least partially with a fine magnetization field with a second, to the field direction of the coarse magnetizing field essentially perpendicular field direction is magnetized.
Für die eingangs genannte Magnetisierungsvorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die aufeinanderfolgenden Pole einer Spur in Spurrichtung jeweils durch einen magnetisch nicht gesättigten Übergangsbereich getrennt sind.For the magnetization device mentioned at the beginning becomes this object solved according to the invention that the successive poles of a track in the track direction, respectively through a magnetically unsaturated transition region are separated.
Die mit diesem Verfahren bzw. dieser Vorrichtung hergestellte Maßverkörperung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Sättigung der Spur an der Polgrenze gegenüber den in Spurrichtung benachbarten Abschnitten verringert ist.The Measuring standard produced by this method or device is inventively characterized in that the magnetic saturation of the track at the pole boundary is reduced in the track direction adjacent sections.
Überraschenderweise lassen sich durch dieses Verfahren bzw. diese Vorrichtung Maßverkörperungen herstellen, bei denen die Polgrenzen deutlicher als bei den bisherigen Verfahren definiert sind. Durch die Orientierung des Feinmagnetisierungsfeldes quer zum Grobmagnetisierungsfeldes lassen sich die Übergangsbereiche genauer und gleichmäßiger magnetisieren als bei den herkömmlichen Verfahren. Insbesondere lässt sich so die Richtung des Feinmagnetisierungseffektes an die Messrichtung des Sensors in der Positionsmesseinrichtung anpassen und das Magnetfeld der fertigen Maßverkörperung ferner an das Messverfahren bzw. die vom Sensor gemessene Feldkomponente anpassen. Daraus ergibt sich eine erhöhte Genauigkeit bei der Ablesung der Maßverkörperung in Positionsmesssystemen.Surprisingly can be by this method or this device dimensional standards produce in which the pole boundaries more clearly than in the previous Procedures are defined. Due to the orientation of the fine magnetization field transverse to the coarse magnetization field can be the transition areas more accurate and uniform magnetization than at the conventional method. In particular, lets Thus, the direction of the fine magnetization effect on the measuring direction of Adjust sensors in the position measuring device and the magnetic field the finished material measure further to the measuring method or adjust the field component measured by the sensor. It results Increased accuracy in the reading of the material measure in position measuring systems.
Das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung der Maßverkörperung sowie die Maßverkörperung selbst, können durch die folgenden, voneinander unabhängigen Weiterbildungen noch einmal verbessert werden.The Method and apparatus for producing the material measure as well as the material measure itself through the following, independent developments be improved again.
So kann in einer ersten Weiterbildung beispielsweise das Grobmagnetisierungsfeld mit einer höheren Feldstärke auf die Spur einwirken als das Feinmagnetisierungsfeld. Dadurch können mit dem Grobmagnetisierungsfeld auch Pole mit großer Ausdehnung schnell magnetisiert werden, während die Wirkung des Feinmagnetisierungsfeldes vorzugsweise lokal bleibt.So In a first development, for example, the coarse magnetization field act on the track with a higher field strength as the fine magnetization field. This can be done with the coarse magnetizing field even poles with large expansion can be magnetized quickly, while the effect of Feinmagnetisierungsfeldes preferably stays local.
Ferner kann die Geschwindigkeit des Herstellverfahrens ohne Einbußen an Genauigkeit erhöht werden, wenn die vom Feinmagnetisierungsfeld magnetisierten Abschnitte eine geringere Ausdehnung in Spurrichtung aufweisen als die vom Grobmagnetisierungsfeld magnetisierten Abschnitte. Insbesondere kann das Feinmagnetisierungsfeld lediglich in dem die Polgrenzen beinhaltenden Übergangsbereich zwischen den Polen einmagnetisiert werden.Further can reduce the speed of the manufacturing process without sacrificing to be increased in accuracy when magnetized by the fine magnetizing field Sections have a smaller extent in the track direction than the portions magnetized by the coarse magnetizing field. Especially the fine magnetization field can only be in the pole boundaries magnetizing the transition area between the poles become.
Das Feinmagnetisierungsfeld kann einerseits auf Basis vorab bestimmter empirischer Daten gesteuert werden, in denen die durchschnittlichen Fehler eines Ensembles von Ergebnissen der Grobmagnetisierungen berücksichtigt sind. Bei diesem Verfahren kann ohne großen Aufwand bereits eine sehr hohe Genauigkeit erzielt werden, da die systematischen Fehler aufgrund der Magnetisierungsvorrichtung, der Geometrie der Maßverkörperung und des Materials der zu magnetisierenden Spur berücksichtigt sind.The Fine magnetization field can on the one hand based on predefined empirical data are controlled in which the average error an ensemble of results of the coarse magnetizations are. This process can already be done without much effort a very high accuracy can be achieved because the systematic Error due to the magnetization device, the geometry of the Measuring standard and the material to be magnetized Track are considered.
Die Feinmagnetisierung kann aber auch nach einem Vergleich der Ist-Position wenigstens eines Teils der im Grobmagnetisierungsschritt erzeugten Polgrenzen mit der Soll-Position dieser Polgrenzen durchgeführt werden, wobei nach der Einwirkung des Feinmagnetisie rungsfeldes die Abweichung der Ist-Position der feinmagnetisierten Polgrenzen von der Soll-Position verringert ist. Dieses Verfahren mit einer Kontrollmessung des Ergebnisses der jeweiligen Grobmagnetisierung ist zeitlich aufwendiger, ermöglicht jedoch höchste Genauigkeiten.The Fine magnetization can also after comparing the actual position at least part of the generated in the coarse magnetization step Pole boundaries performed with the desired position of these pole boundaries be, wherein after the action of Feinmagnetisie approximately field the deviation of the actual position of the finely magnetized pole boundaries is reduced from the desired position. This method with a Control measurement of the result of the respective coarse magnetization is time consuming, but allows the highest Accuracies.
Um die Ist-Lage der vom Grobmagnetisierungsfeld erzeugten Pole zu erfassen, kann die Magnetisierungsvorrichtung einen Sensor und eine Steuervorrichtung aufweisen. Durch die Steuervorrichtung kann die vom Sensor erfasste Ist-Lage der Polgrenzen mit ihrer Soll-Lage verglichen werden und die Abweichung der Ist- von der Soll-Lage bestimmt werden. Durch die Steuereinrichtung kann die Polarität des Feinmagnetisierungsfeldes in Abhängigkeit von der Ist-Position bzw. deren Abweichung von der Soll-Position umgeschaltet werden.Around to detect the actual position of the poles generated by the gross magnetization field, For example, the magnetizing device may include a sensor and a control device exhibit. By the control device, the detected by the sensor Actual position of the pole boundaries are compared with their desired position and the deviation of the actual position from the desired position can be determined. By the control device can control the polarity of the fine magnetization field depending on the actual position or its deviation from the setpoint position to be switched.
Problematisch ist bei den bisherigen Verfahren und Vorrichtungen zur Magnetisierung von Maßverkörperungen, dass zwar die einmagnetisierte Spur an eine ideale Polfolge mit exakter Positionierung der Pole angepasst wird, diese ideale Polfolge jedoch bei den tatsächlich verwendeten Sensoren nicht zu idealen, oberwellenfreien Messsignalen führt. Diese Oberwellen beeinträchtigen letztendlich die Positioniergenauigkeit. Mit der Erfindung ist es möglich, den Verlauf des Magnetfeldes insbesondere im Übergangsbereich so an einen Sensor anzupassen, dass dieser ein Signal mit verbesserter Signalqualität liefert, wie im Folgenden näher erläutert ist.Problematic is in the previous methods and devices for magnetization of measuring standards, that although the magnetized track adapted to an ideal pole sequence with exact positioning of the poles However, this ideal sequence of poles is actually in fact used sensors does not lead to ideal, harmonic-free measurement signals. These harmonics ultimately affect the positioning accuracy. With the invention it is possible, the course of the magnetic field especially in the transition area to adapt to a sensor, that this one signal with improved signal quality supplies, as explained in more detail below.
Das Grobmagnetisierungsfeld und das Feinmagnetisierungsfeld werden in einer Ausgestaltung vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass sich an dem Sensor in der Positionsmesseinrichtung ein im wesentlichen oberwellenfreies Messsignal ergibt. Die Abstimmung des einmagnetisierten Magnetfeldes erfolgt dabei so, dass von einem Sensorkopf, der in einem vorbestimmten Abstand von der Spurt in der Positionsmesseinrichtung verbaut wird, ein oberwellenfreies, sinusförmiges Messsignal erzeugt wird. Dies kann erfindungsgemäß durch eine Anpassung des Magnetisierungsverlaufes im Übergangsbereich beeinflusst werden.The The coarse magnetizing field and the fine magnetizing field are in an embodiment preferably coordinated so that is substantially at the sensor in the position measuring device harmonic-free measurement signal results. The vote of the magnetized Magnetic field is such that of a sensor head, the in a predetermined distance from the spurt in the position measuring device is installed, a harmonic-free, sinusoidal measurement signal is produced. This can according to the invention influenced an adaptation of the magnetization curve in the transition region become.
Insbesondere können das Grobmagnetisierungsfeld und das Feinmagnetisierungsfeld anhand eines Rechenmodells, das das Messverhalten des Sensors und das vom Sensor der Positionsmesseinrichtung gelieferte Messsignal berechnet, gesteuert werden. Hierbei kann in einer Variante lediglich das Feinmagnetisierungsfeld in Abhängigkeit vom stets gleich erzeugten Grobmagnetisierungsfeld berechnet und gesteuert werden.Especially can the coarse magnetization field and the fine magnetization field on the basis of a mathematical model, the measuring behavior of the sensor and the supplied by the sensor of the position measuring device measurement signal calculated, controlled. Here, in a variant only the fine magnetization field as a function of always the same calculated Grossmagnetisierungsfeld be calculated and controlled.
Um das Feinmagnetisierungsfeld möglichst exakt an die Fehler der vom Grobmagnetisierungsfeld erzeugten Polfolge anpassen zu können, ist es von Vorteil, wenn in der Kontrollmessung, zum Vergleich der Ist-Position mit der Soll-Position, die Komponenten des vom Grobmagnetisierungsfeld eingeprägten Magnetfeldes in Richtung des Feinmagnetisierungsfeldes gemessen werden. Die Messung erfasst bei dieser Ausgestaltung folglich bereits diejenige Komponente des Magnetfeldes, in der das Feinmagnetisierungsfeld auf die Maßverkörperung einwirkt.Around the fine magnetization field as accurately as possible to the error to be able to adapt the pole sequence generated by the coarse magnetization field, it is advantageous if in the control measurement, comparing the Actual position with the target position, the components of the coarse magnetizing field impressed magnetic field in the direction of Feinmagnetisierungsfeldes be measured. The measurement thus detected in this embodiment already that component of the magnetic field in which the fine magnetization field acts on the material measure.
Um Hysterese- und Gedächtnis-Effekte des vom Grobmagnetisierungsfeld eingeprägten Magnetfeldes so klein als möglich zu halten, können in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens im Grobmagnetisierungsschritt zwischen den Polen liegende Lücken nicht magnetisiert bzw. entmagnetisiert werden. Hierbei werden also vom Grobmagnetisierungsfeld keine Polgrenzen zwischen den Polen erzeugt, da die Pole einer Spur in Spurrichtung voneinander beabstandet einmagnetisiert werden.Around Hysteresis and memory effects of the coarse magnetization field impressed magnetic field as small as possible can hold, in a further advantageous embodiment of the process in the coarse magnetization step between the poles Gaps are not magnetized or demagnetized. In this case, therefore, the pole magnetization field does not become pole boundaries generated between the poles, as the poles of a track in the track direction be magnetized apart from each other.
Da es im Hinblick auf das Feinmagnetisierungsfeld bei der Grobmagnetisierung nur eingeschränkt auf die Genauigkeit der Polgrenzen und die Ausdehnung des Übergangsbereiches ankommt, kann zur Beschleunigung des Verfahrens im Grobmagnetisierungsschritt eine Vielzahl von Polen gleichzeitig erzeugt werden.There with regard to the fine magnetization field in the case of the coarse magnetization only limited to the accuracy of the pole boundaries and the extent of the transitional area arrives, can Acceleration of the process in the coarse magnetization step Variety of poles are generated simultaneously.
Vorzugsweise weist in diesem Fall die Magnetisierungsvorrichtung eine Vielzahl von Grobmagnetisierungsköpfen auf, deren Anordnung in Spurrichtung der Anordnung der zu magnetisierenden Pole entspricht. Die Grobmagnetisierungsköpfe können Permanentmagnete aufweisen.Preferably In this case, the magnetizing device has a plurality of coarse magnetization heads, their arrangement in track direction the arrangement of the poles to be magnetized corresponds. The gross magnetization heads may have permanent magnets.
Das Ergebnis der Magnetisierung durch das Feinmagnetisierungsfeld lässt sich verbessern, wenn das Grobmagnetisierungsfeld mit einer Feldrichtung senkrecht zur Oberfläche der Maßverkörperung erzeugt wird. Daraus ergibt sich erfindungsgemäß, dass das Feinmagnetisierungsfeld tangential zur Oberfläche der Maßverkörperung, insbesondere aber in Spurrichtung ausgerichtet, verläuft. Der wenigstens eine Feinmagnetisierungskopf der Magnetisierungsvorrichtung kann in diesem Fall mit zwei in Spurrichtung voneinander beabstandeten Polbereichen unterschiedlicher, vorzugsweise umschaltbarer Polarität versehen sein.The Result of the magnetization by the fine magnetization field leaves improve when the coarse magnetization field with a field direction perpendicular generated to the surface of the material measure becomes. It follows according to the invention that the fine magnetization field tangential to the surface of Measuring standard, but especially in the track direction aligned, runs. The at least one fine magnetization head The magnetization device may in this case with two in the track direction spaced pole portions of different, preferably switchable polarity be provided.
Insbesondere wenn das Feinmagnetisierungsfeld eine zur Spurrichtung parallele Feldrichtung aufweist, lässt sich die Ausdehnung des Übergangsbereichs verkleinern und entlang der Spur eine gleichmäßige Magnetisierung der Übergangsbereiche erzielen. Bei dieser Ausgestaltung wird der Verlauf der Magnetisierung im Übergangsbereich vom Verlauf des Feinmagnetisierungsfeldes im Feinmagnetisierungskopf bestimmt und bleibt so nahezu unverändert entlang der Spur. Der Übergangsbereich weist insbesondere bei dieser Ausgestaltung eine hohe Symmetrie bezüglich der Polgrenze auf, was zu einer besonders hohen Signalqualität bei der Abtastung im Positionsmesssystem führt.Especially when the fine magnetization field is parallel to the track direction Field direction, can be the extension of the transition region Shrink and along the track a uniform To achieve magnetization of the transition areas. At this Embodiment becomes the course of the magnetization in the transition region from the course of the fine magnetization field in the fine magnetization head determines and remains almost unchanged along the track. The transition region points in particular in this embodiment a high symmetry with respect to the pole boundary, resulting in a particularly high signal quality during scanning in the position measuring system leads.
Die Magnetisierungsvorrichtung kann auch eine Vielzahl von Feinmagnetisierungsköpfen aufweisen, deren Position den Positionen der Übergangsbereiche zwischen den von den Grobmagnetisierungsköpfen zu magnetisierenden Polen oder der Polgrenzen zugeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird zwar der Feinmagnetisierungsschritt beschleunigt, um aber die Übergangsbereiche gleichmäßig zu magnetisieren, müssen die Feinmagnetisierungsköpfe sorgfältig kalibriert werden.The magnetization device may also include a plurality of fine magnetization heads , whose position is assigned to the positions of the transition regions between the poles to be magnetized by the coarse magnetization heads or the pole boundaries. Although the fine magnetization step is accelerated by this measure, but to evenly magnetize the junction areas, the fine magnetization heads must be carefully calibrated.
Die Grobmagnetisierungsköpfe und/oder die Feinmagnetisierungsköpfe können so in der Magnetisierungsvorrichtung angeordnet sein, dass die Aufnahme für die wenigstens eine Maßverkörperung und die Fein- bzw. Grobmagnetisierungsköpfe in Spurrichtung relativ zueinander beweglich sind.The Rough magnetization heads and / or the fine magnetization heads can be arranged in the magnetization device be that recording for the at least one material measure and the fine or coarse magnetization heads in the track direction are movable relative to each other.
Die Magnetisierungsvorrichtung kann auch wenigstens einen Magnetisierungskopf aufweisen, in den Grobmagnetisierungskopf und Feinmagnetisierungskopf integriert sind und der gleichzeitig oder nacheinander das Feinmagnetisierungsfeld und das Grobmagnetisierungsfeld erzeugen kann.The Magnetizing device may also at least one magnetization head in the coarse magnetization head and fine magnetization head are integrated and at the same time or successively the Feinmagnetisierungsfeld and can generate the gross magnetization field.
Ferner kann die Maßverkörperung im Übergangsbereich, in dem der Feinmagnetisierungsschritt durchgeführt wurde und das Feinmagnetisierungsfeld auf die Spur eingewirkt hat, wenigstens einen Teilbereich mit Abschnitten aufweisen, die eine der Polarität der Umgebung entgegengerichtete Restpolarität aufweisen. Ferner kann im Übergangsbereich wenigstens ein Teilbereich mit nicht magnetisierten Abschnitten oder mit Abschnitten, die eine zufällige Verteilung des Magnetfeldes aufweisen, vorhanden sein, wenn vom Grobmagnetisierungsfeld zwischen den Polen eine nicht magnetisierte oder entmagnetisierte Lücke erzeugt oder stehen gelassen wurde. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Feinmagnetisierungsfeld unmittelbar den Verlauf des im Übergangsbereich einmagnetisierten Magnetfeldes bestimmt und nicht mit einem bereits vorhandenen, ungleichmäßigen Grobmagnetisierungsfeld in Wechselwirkung tritt.Further can the material measure in the transition area, in which the fine magnetization step was performed and the fine magnetizing field has acted on the track, at least have a subarea with sections that are one of polarity Have the environment opposite polarity. Furthermore, in the transition region at least a partial area with non-magnetised sections or with sections that have a random distribution of the magnetic field, be present if from the coarse magnetizing field between the poles a non-magnetized or demagnetized gap created or left has been. This embodiment has the advantage that the fine magnetization field Immediately the course of the magnetized in the transition region Magnetic field determined and not with an already existing, uneven Coarse magnetizing field interacts.
Schließlich ist eine Maßverkörperung beansprucht, die nach dem Verfahren in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen hergestellt wird. Die beanspruchte Magnetisierungsvorrichtung ist grundsätzlich zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignet.After all is claimed a material measure, the after the method in one of the embodiments described above becomes. The claimed magnetizing device is basically suitable for carrying out such a method.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen exemplarisch näher erläutert. Die Zusammenstellung der Merkmale bei den im Folgenden angegebenen Beispielen dient lediglich der Anschauung und kann, nach Maßgabe der obigen Ausgestaltungen und der mit diesen Ausgestaltungen verbundenen Vorteilen, variiert werden. Für Elemente gleicher Funktion und/oder gleichen Aufbaus werden im Folgenden der Übersichtlichkeit halber stets dieselben Bezugszeichen verwendet.in the The invention is based on exemplary embodiments explained in more detail by way of example with reference to the drawings. The compilation of features in the following Examples are for illustrative purposes only and may, as required the above embodiments and the advantages associated with these embodiments, be varied. For elements of the same function and / or the same structure are in the following the clarity always use the same reference numerals.
Es zeigen:It demonstrate:
Zunächst
wird der Aufbau einer Maßverkörperung
Die
Maßverkörperung der
Die
Spur
Die
Maßverkörperung kann zusätzlich zur Spur
Die Ausdehnung der Markierungen N, S in Spurrichtung SR hängt vom speziellen Anwendungsfall ab. Bei Inkrementalgebern, bei denen die Änderung der Winkellage bezüglich der vorangegangenen Winkellage in Inkrementalschritten erfasst wird, können die Ausdehnungen der Markierungen N, S in Spurrichtung SR jeweils gleich sein, so dass sie äquigonal über den Umfang verteilt sind. Die Ausdehnung der Pole N, S bestimmt die Auflösung der Maßverkörperung und die Genauigkeit, mit der die Drehbewegung aufgelöst werden kann.The Extension of the markers N, S in track direction SR depends from the special application case. For incremental encoders where the change of the angular position with respect to the previous angular position in incremental steps, the expansions the markings N, S in the track direction SR be the same, so that they are equi-angularly distributed over the circumference. The extension of the poles N, S determines the resolution of the Measurements and the accuracy with which the Rotational motion can be resolved.
Bei
Absolutgebern, bei denen die Winkellage in üblicher Weise
mehreren Spuren,
Die
Auf
der Stirnfläche und/oder der äußeren und/oder
inneren Umfangsfläche des Trägers
Die
translatorischen Maßverkörperungen
Der
Sensor K bewegt sich in einem vorbestimmten Abstand D von der Oberfläche.
In diesem Abstand erfasst der Sensor K das von der Maßverkörperung
Natürlich
kann bei entsprechender Führung des die Spur
In
der Praxis verlaufen die Polgrenzen
Die
Erfindung hat zum Ziel, Maßverkörperungen
Dies
wird erfindungsgemäß durch die in
Erfindungsgemäß wird
in einem ersten Verfahrensschritt, dem Grobmagnetisierungsschritt
Anschließend
wird ein Feinmagnetisierungsschritt
Im
Feinmagnetisierungsschritt
Der
Grobmagnetisierungsschritt
Wie
durch die strichpunktierten Linien in
Mit
Hilfe des Schrittes
Alternativ kann auch das aus Fein- und Grobmagnetisierung resultierende Magnetfeld an der Stelle eines Sensors der Positionsmesseinrichtung berechnet und das Grob- und Feinmagnetisierungsfeld, insbesondere nur das Feinmagnetisierungsfeld so eingestellt werden, dass ein gewünschtes Magnetfeld an der Stelle des Sensors entsteht. In diesem Schritt kann auch das Messverhalten des Sensors, also das in Abhängigkeit von dem Magnetfeld vom Sensor erzeugte Messfeld berechnet werden. In diesem Fall werden Fein- und Grobmagnetisierungen oder bei gleichbleibender Grobmagnetisierung nur die Feinmagnetisierung so gesteuert, dass der Sensor ein gewünschtes, oberwellenfreies und vorzugsweise sinusförmiges Messsignal liefert. Dieses Vorgehen führt zu einer besonders hohen Signalqualität und Messgenauigkeit.alternative can also be the result of fine and coarse magnetization magnetic field calculated at the location of a sensor of the position measuring device and the coarse and fine magnetization field, in particular only the Fine magnetizing field can be adjusted so that a desired Magnetic field arises at the location of the sensor. In this step can also measure the behavior of the sensor, so in dependence calculated by the magnetic field generated by the sensor measuring field. In this case, fine and coarse magnetizations or at constant Gross magnetization only the fine magnetization controlled so that the sensor a desired harmonic-free and preferably sinusoidal measuring signal delivers. This procedure leads to a particularly high signal quality and measurement accuracy.
Alternativ
muss im Schritt
In
Die
Magnetisierungsvorrichtung
Schließlich
kann die Magnetisierungsvorrichtung
Der
Steuereinrichtung
Die
Gemäß der
Ausführungsform der
Bei
der Ausführungsform der
Wie
in den
Eine
weitere Ausführungsform der Magnetisierungsvorrichtung
Die
Grobmagnetisierungsköpfe
Eine
entsprechende Variante der Magnetisierungsvorrichtung
In
der schematischen Seitenansicht der
Im
Feinmagnetisierungsschritt
Die
Steuereinrichtung
Die
Steuervorrichtung
Im
Bereich der Polmarkierungen N, S, wie sie durch den Grobmagnetisierungsschritt
Betrachtet
man in einem Schnitt in Spurrichtung SR den Querschnitt der Maßverkörperung
Im Bereich der gesättigten Pole N, S, außerhalb des Übergangsbereichs U, finden sich nahezu keine Teilabschnitte, die eine zum Pol umgekehrte Polarisation aufweisen.in the Range of saturated poles N, S, outside the transition region U, there are almost no subsections that have a polarization reversed to the pole exhibit.
Wurde
die Grobmagnetisierung in der in
Im
Falle der Variante des Grobmagnetisierungsschrittes
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - EP 1006342 A [0007] - EP 1006342 A [0007]
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- - DE 4208918 A [0010] - DE 4208918 A [0010]
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WO2009083043A2 (en) | 2009-07-09 |
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