DE3830868C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein Aufzeichnungsmedium gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der DE 35 09 102 C2 bekannt. Bei diesem bekannten System wird aber nicht der Einfluß der Anzahl von Standardmarkierungen auf ihre Impulsbreite zu verhindern versucht, sondern es wird versucht, die Toleranzen der Schwankungen des Abtastabstandes (scanning spacing) zu erhöhen und den Abtastabstand zu vergrößern. Bei dem bekannten System wird jede Referenzmarke aus einer Vielzahl von parallelen mit Abstand voneinander angeordneten Strichen gebildet, von denen mindestens zwei unterschiedlich breit sein müssen. Jede Referenzmarke zeigt eine Fläche auf einem Kreis oder auf einer geraden Linie an, aber keinen Punkt darauf. Die Referenzmarken unterscheiden sich in ihrem Muster voneinander. Die Breite des Referenzmarkenstrichs steht in Zusammenhang mit der Größe der Strichteilung (T). Eine Abtastplatte (AB), ist mit Abtast-Elementen (AR) versehen, welche den Referenzmarken (R) auf der Maßverkörperung (M) entsprechen. Der Abtast-Mechanismus basiert auf der Deckungsgleichheit zwischen den Referenzmarken auf der Maßverkörperung und den Abtast-Elementen auf der Abtastplatte.

Die Erfindung betrifft insbesonders eine Verbesserung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums für Verschiebungsdetektoren, wie magnetische Rotationsencoder oder magnetische Linearskalen, welche den Betrag einer Winkel- oder linearen Verschiebung eines beweglichen Objekts ermitteln.

"Verschiebung" bedeutet hierin insbesondere der relative Versatz zwischen zwei Elementen oder eine Einstell- oder Verstellbewegung.

Bei einem magnetischen Rotationsencoder ist typisches magnetisches Aufzeichnungsmedium, welches für industrielle Vorrichtungen wie Roboter verwendet wird, eine Magnetscheibe, welche mit einem beweglichen Objekt rotiert. Solch eine Magnetscheibe ist im allgemeinen mit einem ferromagnetischen Material versehen, welches auf ihrer Oberfläche aufgebracht ist, oder aus welchem sie hergestellt ist. Einteilungen mit einen konstanten Intervall und eine oder mehrere Standardmarkierungen sind magnetisch in der Oberfläche der Magnetscheibe eingeschrieben. Gegenüber den Einteilungen und der Standardmarkierung oder den Standardmarkierungen sind ein oder mehrere magnetische Widerstandselemente angeordnet und lesen die Einteilungen und die Standardmarkierung oder -markierungen aus, um den Rotationswinkel, d. h. die Gesamtanzahl der Rotationen, des beweglichen Objekts zu ermitteln.

Es gibt einen Encodertyp, welcher eine Vielzahl von Standardmarkierungen enthält und eine Unterscheidung zwischen den verschiedenen Standardmarkierungen erforder­ lich macht. Das folgende Verfahren wurde herkömmlich angewendet, um eine solche Unterscheidung zu erzielen.

Eine Magnetscheibe eines solchen Encoders enthält im allgemeinen zwei konzentrisch geformte magnetisierte Spuren. Die äußere magnetisierte Spur enthält eine Anzahl von nebeneinanderliegenden magnetischen Einteilungen, die innere magnetisierte Spur dagegen enthält z. B. vier magnetische Standardmarkierungen, welche in Umfangsrichtung gleich weit voneinander entfernt sind. Jede Einteilung ist in Form eines relativ langen Impulses mit einer Breite "T", und jede Standardmarkierung ist in Form eines relativ kurzen Impulses mit einer Breite "t" eingeschrieben. Die erste Standardmarkierung ist in der Anstiegsposition einer Einteilung eingeschrieben, die zweite Standardmarkierung ist in einer Position mit 90° Phasenunterschied zur Anstiegsposition der Einteilung eingeschrieben, die dritte Standardmarkierung ist in einer Position mit 180° Phasenunterschied und die vierte Standardmarkierung ist in einer Position mit 270° Phasenunterschied eingeschrieben. Bei dieser Konstruktion kann die oben beschriebene Unterscheidung jeder Standardmarkierung durch Feststellen des Phasenunterschiedes zwischen den angegebenen Einteilungen- und der Standardmarkierung durchgeführt werden.

Um die oben beschriebene Unterscheidung erfolgreich durchzuführen, muß die folgende Beziehung zwischen den Impuls breiten "T" und "t" bestehen, wobei "n" die Anzahl der Standardmarkierungen in der inneren magnetisierten Spur ist.

0 < t < 2 T/n (1)

Aus dieser Beziehung wird klar, daß eine Erhöhung der Zahl "n" der Standardmarkierungen eine entsprechende Abnahme der Impulsbreite "t" der Standardmarkierungen erfordert. Solch eine Abnahme der Impulsbreite macht den Vorgang des Einschreibens sehr schwierig. Zusätzlich müssen die Standardmarkierungen und die Einteilungen zur Unterscheidung ausgelesen werden. Es ist deshalb erwünscht, ein leichtes Einschreiben von magnetischen Standardmarkierungen und eine erfolgreiche Unterscheidung der Standardmarkierungen zu ermöglichen, ohne jeglichen Einfluß ihrer Anzahl.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den Einfluß der Anzahl von Standardmarkierungen auf ihre Impulsbreite zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen zwei Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele dargestellt sind. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung, welches für einen Verschiebungsdetektor verwendet wird, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungs­ form eines magnetischen Aufzeichnungs­ mediums gemäß der Erfindung, welches für einen Verschiebungsdetektor verwendet wird.

Eine Ausführungsform des magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 in Form einer Magnetscheibe MD für einen magnetischen Rotationsencoder dargestellt. Die Magnetscheibe MD enthält zwei konzentrisch geformte magnetisierte Spuren T1 und T2. Die äußere magnetisierte Spur T1 enthält eine Anzahl von nebeneinanderliegenden magnetischen strichförmigen Einteilungen 11, die innere magnetisierte Spur T2 enthält dagegen vier magnetische Standardmarkierungen 211 bis 214, welche in Umfangsrichtung in einem 90°-Abstand voneinander entfernt sind. Wie herkömmlichen üblich, ist jede Stricheinteilung 11 magnetisch in Form eines relativ langen Impulses mit einer Breite "T" und jede Standardmarkierung in Form eines relativ kurzen Impulses mit einer Breite "t" eingeschrieben. Die erste Standardmarkierung 211 ist in der Anstiegsposition einer Stricheinteilung 11 eingeschrieben.

Die zweite Standardmarkierung 212 wird von einem Paar magnetischer Identifikationsmarkierungen 222 begleitet, welche auf beiden Seiten von ihr in die Spur T2 eingeschrieben sind, die dritte Standardmarkierung 213 wird von zwei Paaren magnetischer. Identifikationsmarkierungen 223 begleitet, welche auf beiden Seiten von ihr in die Spur T2 eingeschrieben sind, und die vierte Standardmarkierung 214 wird von drei Paaren magnetischer Identifikations­ markierungen 224 begleitet, welche auf beiden Seiten von ihr in die Spur T2 eingeschrieben sind. Im Falle dieses Beispiels wird die erste Standardmarkierung 211 von keiner magnetischen Identifikationsmarkierung begleitet.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion der Magnetscheibe MD können die Standardmarkierungen 211 bis 214 deutlich voneinander unterschieden werden, indem sie zusammen mit den sie begleitenden Identifikationsmarkierungen 222 bis 224 ausgelesen werden.

Obwohl die beiden magnetisierten Spuren T1 und T2 bei der oben beschriebenen Ausführungsform auf der gleichen Oberflächenseite der Magnetscheibe MD gebildet sind, können verschiedene magnetisierte Spuren T1 und T2 auf verschiedenen Oberflächenseiten der Magnetscheibe mit einem geeigneten diametralen Versatz oder Nachlauf gebildet werden.

Eine andere Ausführungsform eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt, wiederum in Form einer Magnetscheibe MD für einen magnetischen Rotationsencoder. Diese Magnetscheibe MD unterscheidet sich von der Scheibe in Fig. 1 in der Anordnung der magnetischen Identifikationsmarkierungen. Genauer gesagt wird wie bei der vorhergehenden Ausführungsform die erste Standardmarkierung 211 von keiner Identifikationsmarkierung begleitet. Die zweite Standardmarkierung 212 wird von einer Identifikationsmarkierung 232 begleitet, welche sie unter einem Kreuzungswinkel θ kreuzt, die dritte Standardmarkierung 213 wird von einer Identifikationsmarkierung 233 begleitet, welche sie unter einem Kreuzungswinkel θ kreuzt, und die vierte Standardmarkierung 214 wird von zwei Identifikationsmarkierungen 234a und 234b begleitet, welche sie unter einem Kreuzungswinkel θ kreuzen. Die Identifikationsmarkierung 232 für die zweite Standardmarkierung 212 und die Identifikationsmarkierung 234a für die vierte Standardmarkierung 214 liegen auf einem gemeinsamen imaginären Kreis mit einem Radius "r1". Die Identifikationsmarkierung 233 für die dritte Standardmarkierung 213 und die Identifikationsmarkierung 234b für die vierte Standardmarkierung 214 liegen dagegen auf einem gemeinsamen imaginären Kreis mit einem Radius welcher kleiner ist als der Radius "r1" . Mit dieser Konstruktion können die Standardmarkierungen 211 bis 214 deutlich unterschieden werden, indem sie zusammen mit den sie begleitenden Identifikationsmarkierungen ausgelesen werden, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

Es ist überflüssig zu erwähnen, daß die vorliegende Erfindung auch bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit mehr als vier Standardmarkierungen gut angewendet werden kann.

Im Falle der vorliegenden Erfindung muß nur die folgende Beziehung zwischen den Impulsbreiten "T" und "t" bestehen:

T ≦ t < 2 T (2)

Wenn man diese Beziehung mit der vorhergehenden Beziehung (1) für das herkömmliche magnetische Aufzeichnungsmedium vergleicht, wird klar, daß die Impulsbreite "t" der Standardmarkierungen völlig von der Beschränkung ihrer Anzahl "n" befreit ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert ein Anstieg der Anzahl "n" der Standardmarkierungen keine entsprechende Abnahme ihrer Impulsbreite "t". Die Folge ist, daß die magnetischen Standardmarkierungen sehr leicht eingeschrieben werden können. Ferner können die Standardmarkierungen erfolgreich unterschieden werden, ohne Einfluß durch ihre Anzahl.

Die vorliegende Erfindung wird besonders vorteilhaft zur Abstimmung zwischen der Rotorphase und der Encoderphase in einem AC-Servosystem verwendet.

Claims (6)

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium zum Abtasten der Verschiebung und/oder der Entfernung, welches eine Anzahl von magnetischen Einteilungen (11), welche in einer ersten Spur (T1) nebeneinanderliegen, und eine Vielzahl von magnetischen Standardmarkierungen (211, 212, 213, 214) beinhaltet, die in einer zweiten Spur (T2) mit konstantem Abstand voneinander entfernt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Standardmarkierung (211, 212, 213, 214) in Form eines einzelnen Strichs desselben Musters gegeben ist, und daß verschiedene Standardmarkierungen (211, 212, 213, 214) von verschiedenen Identifikationsmarkierungen (222, 223, 224; 232, 233, 234), welche in der zweiten Spur (T2) angeordnet sind, begleitet werden.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Standardmarkierungen (211, 212, 213, 214) von verschiedenen Anzahlen von Identifikationsmarkierungen (222, 223, 224) begleitet werden.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Identifikationsmarkierung (232, 233, 234) ihre zugehörige Standardmarkierung (211, 212, 213, 214) kreuzt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Standardmarkierungen (211, 212, 213, 214) sich mindestens in der Anzahl oder der Lage des Kreuzungspunktes ihrer zugehörigen Identifikationsmarkierungen (232, 233, 234) unterscheiden.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Spuren (T1, T2) auf der gleichen Seite des Mediums gebildet sind.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Spuren (T1, T2) auf verschiedenen Seiten des Mediums gebildet sind.