[发明专利]测量机器通信

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量系统中的订户装置(subscriber)之间的双向通信的方法，一种订户装置、以及一种装配有这种订户装置的坐标测量装置。

背景技术

在存在大量技术装置的场合中，多个电子子系统以通信连接的方式互相连接，所述子系统能够归于多种功能，例如传感器、致动器、开关、显示器、测量单元、控制器系统、监视器系统、监视和调试装置等。这些可以永久性地安装和连接在装置中，例如在装置的制造期间，但是也可以在维修期间或正常操作期间模块化地更换。

发明内容

本发明特别地涉及测量系统。例如，这种测量系统的示例(被设计为坐标测量装置)可在WO2005/017448、EP2270425或WO2006/079604中找到。这些测量系统具有多个子系统，所述子系统特别地是用于测量值捕获的电子线性和/或旋转位置传感器的形式，并且与用于测量值估算和测量过程控制目的的控制器具有通信关系。这些子系统通常在装置上物理地分布，这意味着子系统之间通信线路的设立具有相关联的对应水平的布线复杂性。因而进行通信的订户装置被联入网络，以便设立通信线路和/或电力供应，因此本发明包括有线或线路连接的通信，而不是具有自由空间传输的无线射频系统。除了位置传感器，还可以存在其它的装置，例如探头、测量头、传感器(例如用于感测诸如温度等的环境条件)、或者诸如轴驱动器、机动回转头、显示元件等致动器。为了降低布线的复杂性，尝试在测量机器中使用尽可能少的通信线路，优选地，针对所有涉及的装置仅使用一个通信线路。还尝试有利地设计通信线路，也就是说，尽可能远地避免双线线路，例如，当每个子系统例如具有到控制器的星形布线时多次出现。

除了上述通常在测量系统中永久性地安装的子系统，测量中还可以涉及可更换的组件，例如可更换的测量头、测量传感器、辅助接头、光学样品头等，其适应于多种测量任务，并且同样包含在装置通信中。由于他们在操作期间或重新配置过程中是可更换的，因此在这种情况下，通信系统也被改变。维护工作和修理也需要替换在通信系统中的子系统。

在这种测量系统的情况下，装置或子系统之间也就是通信系统的订户装置之间的通信通常利用总线结构实现。例如，可以将诸如RS232、RS422、RS423、RS485等总线结构用于通信。对于测量系统中的装置的局部布置来说通常有利的流行拓扑是串行结构。在这种结构中，订户装置相继排列，并且在各种情况下仅通过装置之间的一个缆线连接到总线。在这种结构中，订户装置通常还包括几个相同类型，例如几个相同类型的位置传感器，所述位置利用共享总线与控制单元通信，也就是说，例如将其确定的位置信息发送到控制单元。为了简单存储和维护的目的，相同类型的子系统在安装到测量系统之前通常不具有任何差异，这意味着他们可以在机器中的多个不同位置使用。

然而，在应用期间，可区分和识别连接到总线的子系统是重要的，即使所述子系统是相同类型的子系统。在坐标测量装置的情况下，例如在测量期间必须要知道哪个位置传感器用于感测测量系统中的哪个运动轴。

为此，可以使用例如在订户装置上设置的装置地址。这种地址通常仅在订户装置被安装之前或之后通过例如DIP开关、编码连接器、电子程序装置等直接地分配。然而，这种方法是易于发生错误并且耗时。

在本文中，其它技术领域具有一些避免手动地址分配的方法。

例如，US5666557描述了利用连接器标识符对数据处理系统中的外围装置自动寻址；

WO98/03921描述了基于附加信号的脉冲长度自动识别网络通信装置的装置顺序；

WO2004/039010描述了通过父装置来设置子装置的地址。

WO2007/104668和DE102006025174描述了用于驱动器辅助系统的地址分配。

所有这些已知的方法的共有特征是订户装置在外部被分配地址。即使在上述方法的情况下，这也是复杂的，并且在许多情况下需要额外的硬件-如编码开关、编码连接器、额外的连接器插头等。无论是在制造、启动期间还是在总线初始化的过程中，分配这种地址的复杂性都是不可忽视的。此外，分配不正确的地址是测量系统中时常出现错误的来源，特别是在维护期间更换组件时。通信的订户装置的地址不仅会造成故障，而且会造成硬件损坏。

因此，本发明的目的是改进测量机器中订户装置的通信。

另一个目的是提供一种测量机器通信系统，其简单、实现便宜，其中，在外部省去了每个订户装置特定地址分配的需求，更清楚地，对订户装置的不同的地址分配。