KR102489701B1 - 이동 요소의 특정 위치에서 펄스 신호를 생성하는 방법 및 장치 - Google Patents
이동 요소의 특정 위치에서 펄스 신호를 생성하는 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
생성 장치(1)는 트리거링 위치를 생성하기 위한 유닛(4), 이동 요소의 이동 과정 동안 상기 이동 요소의 실제 위치를 생성하는 유닛(5), 이동 요소의 연속적인 유효 위치를 측정하기 위한 유닛(6) - 실제 위치는 적어도 이들 측정된 유효 위치를 포함함 - 을 포함하는 유닛(5), 현재 트리거링 위치를 위하여, 연속적인 실제 위치를 현재 트리거링 위치에 비교하는 유닛(8) - 이들 연속적인 실제 위치 중에서, 상기 현재 트리거링 위치에 가장 가까운 실제 위치를 식별하는 방식으로, 및 이에 주어진 한계 내에서 -; 및 이동 요소가 상기 가장 가까운 실제 위치에 도달하고 이 위치가 주어진 한계 내에 위치하는 경우, 현재 트리거링 위치에 대한 펄스 신호를 생성하는 유닛(10)을 포함한다.
Description
본 발명은 이동 요소(moving element)의 트리거링 위치(triggering position)라고 하는 위치에서 펄스 신호(pulsed signal)를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 항상 그런 것은 아니지만, 이동 요소(moving element)는, 예를 들어 처리될 물체가 제공되는 지지 플레이트(support plate)(또는 플랫폼(platform))와 같은 고정 지지부(fixed support)에 대해 상대 운동(relative movement)을 한다. 일반적으로, 지지부 및 처리될 물체에 대한 이동 요소의 상대 변위(또는 이동)는 다음에 의해 생성될 수 있다.
- 이동 요소의 이동, 물체의 고정;
- 물체의 이동, 이동 요소라고 하는 요소의 고정; 또는
- 이동 요소와 물체 모두의 이동.
종종, 이동 요소는 처리 시스템(treatment system)을 포함한다. 예로서, 처리 시스템은, 그러한 처리 시스템과 관련하여 사용되는 광학 시스템, 기계 시스템, 전기 시스템 및/또는 다른 유사한 시스템을 제한없이 포함한다. 이 처리 시스템은 레이저 절단(laser cut) 또는 이미지 촬영과 같은 다양한 동작(또는 처리 동작 또는 기계적, 화학적, 전기적 또는 유사한 기능)을 수행하기 위한 것이며, 특히, 처리될 물체 상의 장소에서, 처리 기능(treatment function)은 이동 요소와 물체 사이의 상대 이동 동안 이동 요소의 특정 위치에서 구현된다. 일반적으로 이러한 유형의 작업을 구현하려면, 운동역학(kinetics) 및 이동 요소의 위치는, 예를 들어 특정 처리 행위(treatment action)(예를 들어, 레이저 절단)가 수행될 때 미리 결정된 시간에 원하는 위치에 도달하도록 구성된다. 더 구체적으로, 동작은 주어진 순간, 예를 들어 규칙적으로 선택적으로 수행되고, 이동 요소가 이들 각각의 주어진 순간에서 정확한 위치에 위치되도록 이동 요소의 이동이 제어되고 보정된다. 처리 동작(treatment operation)은 일반적으로 마스터/슬레이브 유형의 처리 아키텍처를 제어하기 위해 보조 기능을 사용하여 수행된다. 예로서, 마스터 요소(master element)는 행위를 수행하는 순간(예를 들어, 레이저 펄스를 방출하는 순간)에 대응하고, 슬레이브 요소(slave element)는 이동 요소에 의해 적절한 위치에 도달하는 것에 대응한다. 따라서 위의 관점에서, 그러한 처리 작업을 수행하는데 필요한 다양한 계산, 수정 및 제어는 구현하기 어렵고, 비싸고 부정확하다.
- 이동 요소의 이동, 물체의 고정;
- 물체의 이동, 이동 요소라고 하는 요소의 고정; 또는
- 이동 요소와 물체 모두의 이동.
종종, 이동 요소는 처리 시스템(treatment system)을 포함한다. 예로서, 처리 시스템은, 그러한 처리 시스템과 관련하여 사용되는 광학 시스템, 기계 시스템, 전기 시스템 및/또는 다른 유사한 시스템을 제한없이 포함한다. 이 처리 시스템은 레이저 절단(laser cut) 또는 이미지 촬영과 같은 다양한 동작(또는 처리 동작 또는 기계적, 화학적, 전기적 또는 유사한 기능)을 수행하기 위한 것이며, 특히, 처리될 물체 상의 장소에서, 처리 기능(treatment function)은 이동 요소와 물체 사이의 상대 이동 동안 이동 요소의 특정 위치에서 구현된다. 일반적으로 이러한 유형의 작업을 구현하려면, 운동역학(kinetics) 및 이동 요소의 위치는, 예를 들어 특정 처리 행위(treatment action)(예를 들어, 레이저 절단)가 수행될 때 미리 결정된 시간에 원하는 위치에 도달하도록 구성된다. 더 구체적으로, 동작은 주어진 순간, 예를 들어 규칙적으로 선택적으로 수행되고, 이동 요소가 이들 각각의 주어진 순간에서 정확한 위치에 위치되도록 이동 요소의 이동이 제어되고 보정된다. 처리 동작(treatment operation)은 일반적으로 마스터/슬레이브 유형의 처리 아키텍처를 제어하기 위해 보조 기능을 사용하여 수행된다. 예로서, 마스터 요소(master element)는 행위를 수행하는 순간(예를 들어, 레이저 펄스를 방출하는 순간)에 대응하고, 슬레이브 요소(slave element)는 이동 요소에 의해 적절한 위치에 도달하는 것에 대응한다. 따라서 위의 관점에서, 그러한 처리 작업을 수행하는데 필요한 다양한 계산, 수정 및 제어는 구현하기 어렵고, 비싸고 부정확하다.
본 출원은 종래 기술의 시스템의 이러한 단점을 극복하고자 한다. 보다 구체적으로, 본 출원은 이동 요소의 트리거링 위치(triggering positions)로 불리는 위치에서 펄스 신호를 생성하는 방법에 관한 것으로, 상기 이동 요소(moving element)는 적어도 두 개의 자유도(degrees of freedom)에 따라 상대 이동이 될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 트리거링 위치를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 방법은 이동 요소의 이동 중 적어도 일부 동안, 다음의 연속적인 단계의 계속(continuation)이 반복적으로 구현(implemented iteratively)되는 방법으로,
- 실제 위치(actual positions)로 불리는 위치를 생성하는 단계 - 상기 자유도에 대응하는 축에 따라 정의된 상기 이동 요소의 실제 위치를 생성하는 단계로 구성되고, 실제 위치를 생성하는 단계는 이동 요소의 연속적인 유효 위치(successive effective positions)를 실시간으로 측정(measure)하는 단계로 구성된 측정하는 단계를 포함하고, 상기 실제 위치는 적어도 상기 유효 위치를 포함함 -;
- 연속적인 트리거링 위치에 대하여, 현재 트리거링 위치라고 하는 트리거링 위치에 대해 매번(each time):
연속적인 실제 위치를 비교하는 단계로 구성된 비교하는 단계 - 실시간으로 실제 위치를 생성하는 단계에서 생성된 이들 연속적인 실제 위치 중에서, 상기 현재 트리거링 위치에 대하여 주어진 한계 내에서, 상기 현재 트리거링 위치에 가장 가까운 실제 위치를 이 현재 트리거링 위치에서 식별함 -; 및
현재 트리거링 위치에 대한 펄스 신호를 생성하는 단계로 구성된 펄스 신호 생성 단계 - 이는,
이동 요소는 상기 가장 가까운 실제 위치에 도달하고; 및
이 가장 가까운 실제 위치는 상기 현재 트리거링 위치에 대해 주어진 한계 내에 위치하는 경우를 동시에 충족시킬 경우에 -:
를 포함한다.
그리하여, 이동 요소(처리될 물체에 대한)의 (상대) 이동 동안, 이동 요소의 위치가 결정되는데, 이는 동작이 수행되어야 하는 트리거링 위치에 가장 가까운 위치이다. 이 가장 가까운 위치에 도달하면, 펄스(트리거링) 신호가 방출되어 레이저 컷과 같은 동작을 트리거 할 수 있다. 이 펄스 신호는 레이저 컷의 제어 또는 광학적, 기계적, 화학적 또는 다른 유형, 예컨대 이미지 촬영과 같은 다른 동작의 제어에 해당할 수 있다.
그리하여, 가장 가까운 위치에 도달하면 트리거링이 수행된다. 따라서, 이 방법은 마스터/슬레이브 서브 서비스(subservience)를 구현하고, 여기서 마스터 요소는 추구하는 위치의 이동 요소에 의해 도달되고, 슬레이브 요소는 트리거링 신호의 생성이며(이 위치에 도달할 때), 이는 정확하고 용이한 구현을 얻을 수 있게 한다(일반 솔루션에서와 같이 이동 요소의 이동에 대한 정밀한 서브 서비스가 필요하지 않음).
본 발명의 틀에서, 상기 이동 요소는 자유도 N(또는 이동 또는 변위)에 따라 이동될 수 있으며, N은 2 이상의 정수이다. 예를 들어, N이 6 인 경우, 평면 XY가 서로 직교하는 방향 X와 방향 Y에 의해 정의된(예를 들어, 수평) 고려되는 경우, 자유도 6는 각각 방향 X에 따른 병진 이동 및 이 방향 X 주위의 소위 회전, 방향 Y에 따른 병진 이동 및 이 방향 Y 주위의 회전, 및 방향 Z가 상기 방향 X와 방향 Y에 수직하는 방향 Z인 경우 소위 방향 Z에 따른 병진 이동 및 이 방향 Z 주위의 회전이다.
설명된 방법은 또한 증가된 자유도에 적용 가능하다.
유리하게는, 실제 위치(actual position)를 생성하는 단계는 이동 요소의 이동 속도를 고려하여, 매번 측정 단계(measuring step) 동안 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치(successive effective positions) 사이에서 보간 위치(interpolated positions)의 계속(continuation)을 결정하는 단계로 구성된 보간 단계(interpolation step) - 상기 실제 위치는 상기 유효 위치 및 두 개의 연속적인 유효 위치들 사이의 상기 보간 위치를 포함함 - 를 포함한다.
또한, 유리하게는, 트리거링 위치를 생성하는 단계는:
- 미리 결정된 원하는(트리거링) 위치를 입력하는 단계로 구성된 입력 서브 단계; 및
- 상기 이동 시스템의 에러와 관련된 미리 결정된 정보로부터 상기 트리거링 위치를 추론(deduce)하기 위해, 상기 원하는 위치를 상기 이동 요소의 상대 이동(relative movement)을 생성하도록 구성된 이동 시스템에 적용하는 단계로 구성된 처리 서브 단계를 포함한다.
더욱이, 유리하게는, 비교 단계는:
- 바람직하게 다음의 식을 사용하고,
,
여기서:
PRi는 고려되는 실제 위치의 자유도(Li)에 따른 좌표를 나타내고;
PCi는 현재 트리거링 위치의 자유도(Li)에 따른 좌표를 나타내고; 및
N은 이동 요소의 자유도(Li)를 나타내고,
- 이 거리 파라미터(distance parameter) D2와 미리 결정된 값 사이의 차이를 계산하는 단계로 구성된 비교 서브 단계; 및
- 상기 차이의 변화를 평가하는 단계 및 상기 차이가 가장 작은 위치, 이 후자의 위치에 대응하는 가장 가까운 실제 위치를 검출하는 단계로 구성된 평가 서브 단계를 포함한다.
본 출원은 또한 이동 요소를 트리거링 하기 위한 위치라고 하는 위치에서 펄스 신호를 생성하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 이동 요소는 적어도 두 개의 자유도에 따라 상대 이동될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치는:
- 트리거링 위치를 생성하기 위한 유닛;
- 실제 위치라고 하는 위치를 생성하기 위한 유닛 - 이동 요소의 이동 중 적어도 일부 동안, 상기 자유도에 대응하는 축에 따라 정의된 상기 이동 요소의 실제 위치를 생성하도록 구성되고, 실제 위치를 생성하기 위한 유닛은 이동 요소의 연속적인 유효 위치를 실시간으로 측정하도록 구성되는 측정 유닛(measuring unit)을 포함하고, 상기 실제 위치는 적어도 상기 유효 위치를 포함함 -;
- 현재 트리거링 위치라고 하는 트리거링 위치를 위하여 연속적인 실제 위치를 비교하도록 구성된 비교 유닛 - 실시간으로 실제 위치를 생성하기 위한 유닛(5)에 의해 생성된 이들 연속적인 실제 위치 중에서, 상기 현재 트리거링 위치에 가장 가까운 실제 위치를 이 현재 트리거링 위치에서 식별하기 위하여, 및 상기 현재 트리거링 위치에 대하여 주어진 한계 내에서 -; 및
- 현재 트리거링 위치에 대한 펄스 신호를 생성하도록 구성된 펄스 신호를 생성하기 위한 유닛 - 이는,
이동 요소는 상기 가장 가까운 실제 위치에 도달함; 및
이 가장 가까운 실제 위치는 상기 현재 트리거링 위치에 대해 주어진 한계 내에 위치함을 동시에 충족시킬 경우 -:
을 포함한다.
특정 실시예에 있어서, 실제 위치를 생성하기 위한 유닛은 이동 요소의 이동 속도를 고려하여, 매번 측정 유닛에 의해 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치 사이에서 보간 위치의 계속을 결정하도록 구성된 보간 유닛(interpolation unit) - 상기 실제 위치는 상기 유효 위치 및 두 개의 연속적인 유효 위치 사이의 상기 보간 위치(interpolated position)를 포함함 - 을 포함한다.
더욱이, 특정 실시예에 있어서, 트리거링 위치를 생성하기 위한 유닛은:
- 미리 결정된 이론적인 트리거링 위치를 입력하기 위한 입력 서브 유닛(subunit); 및
- 상기 이동 시스템의 에러와 관련된 미리 결정된 정보로부터 상기 트리거링 위치를 추론하기 위해, 상기 이론적 위치를 상기 이동 요소의 이동을 생성하도록 구성된 이동 시스템에 적용하도록 구성된 처리 서브 유닛(treatment subunit)을 포함한다.
더욱이, 유리하게는, 비교 유닛(comparison unit)은:
- 바람직하게 다음의 식을 사용하고,
,
여기서:
PRi는 고려되는 실제 위치의 자유도(Li)에 따른 좌표를 나타내고;
PCi는 현재 트리거링 위치의 자유도(Li)에 따른 좌표를 나타내고;
N은 이동 요소의 자유도(Li)를 나타내고,
- 거리 파라미터(distance parameter) D2와 미리 결정된 값 사이의 차이를 계산하도록 구성된 비교 서브 단계; 및
- 상기 차이의 변화를 평가하는 단계 및 상기 차이가 가장 작은 위치, 이 위치에 대응하는 가장 가까운 실제 위치를 검출하도록 구성된 평가 서브 단계를 포함한다.
본 출원은 또한, 예를 들어 전자 구성요소와 같은 물체의 처리 어셈블리(treatment assembly)(광학, 기계, 화학 등)에 관한 것으로, 상기 처리 어셈블리는:
- 상기 물체를 운반하는 지지부(support);
- 펄스 트리거링 신호를 수신하는 동안 동작(광학, 기계식, 화학식 등의)을 수행할 수 있는 처리 시스템을 구비한 이동 요소 - 상기 이동 요소는 상기 지지부)에 대한 상대 이동을 수행함 -; 및
- 상기 이동 요소의 이동 중에 펄스 신호를 생성하고 펄스 신호를 처리하기 위한 상기 시스템으로 전송하도록 의도된, 전술한 바와 같은 펄스 신호를 생성하기 위한 장치를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 트리거링 위치를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 방법은 이동 요소의 이동 중 적어도 일부 동안, 다음의 연속적인 단계의 계속(continuation)이 반복적으로 구현(implemented iteratively)되는 방법으로,
- 실제 위치(actual positions)로 불리는 위치를 생성하는 단계 - 상기 자유도에 대응하는 축에 따라 정의된 상기 이동 요소의 실제 위치를 생성하는 단계로 구성되고, 실제 위치를 생성하는 단계는 이동 요소의 연속적인 유효 위치(successive effective positions)를 실시간으로 측정(measure)하는 단계로 구성된 측정하는 단계를 포함하고, 상기 실제 위치는 적어도 상기 유효 위치를 포함함 -;
- 연속적인 트리거링 위치에 대하여, 현재 트리거링 위치라고 하는 트리거링 위치에 대해 매번(each time):
를 포함한다.
그리하여, 이동 요소(처리될 물체에 대한)의 (상대) 이동 동안, 이동 요소의 위치가 결정되는데, 이는 동작이 수행되어야 하는 트리거링 위치에 가장 가까운 위치이다. 이 가장 가까운 위치에 도달하면, 펄스(트리거링) 신호가 방출되어 레이저 컷과 같은 동작을 트리거 할 수 있다. 이 펄스 신호는 레이저 컷의 제어 또는 광학적, 기계적, 화학적 또는 다른 유형, 예컨대 이미지 촬영과 같은 다른 동작의 제어에 해당할 수 있다.
그리하여, 가장 가까운 위치에 도달하면 트리거링이 수행된다. 따라서, 이 방법은 마스터/슬레이브 서브 서비스(subservience)를 구현하고, 여기서 마스터 요소는 추구하는 위치의 이동 요소에 의해 도달되고, 슬레이브 요소는 트리거링 신호의 생성이며(이 위치에 도달할 때), 이는 정확하고 용이한 구현을 얻을 수 있게 한다(일반 솔루션에서와 같이 이동 요소의 이동에 대한 정밀한 서브 서비스가 필요하지 않음).
본 발명의 틀에서, 상기 이동 요소는 자유도 N(또는 이동 또는 변위)에 따라 이동될 수 있으며, N은 2 이상의 정수이다. 예를 들어, N이 6 인 경우, 평면 XY가 서로 직교하는 방향 X와 방향 Y에 의해 정의된(예를 들어, 수평) 고려되는 경우, 자유도 6는 각각 방향 X에 따른 병진 이동 및 이 방향 X 주위의 소위 회전, 방향 Y에 따른 병진 이동 및 이 방향 Y 주위의 회전, 및 방향 Z가 상기 방향 X와 방향 Y에 수직하는 방향 Z인 경우 소위 방향 Z에 따른 병진 이동 및 이 방향 Z 주위의 회전이다.
설명된 방법은 또한 증가된 자유도에 적용 가능하다.
유리하게는, 실제 위치(actual position)를 생성하는 단계는 이동 요소의 이동 속도를 고려하여, 매번 측정 단계(measuring step) 동안 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치(successive effective positions) 사이에서 보간 위치(interpolated positions)의 계속(continuation)을 결정하는 단계로 구성된 보간 단계(interpolation step) - 상기 실제 위치는 상기 유효 위치 및 두 개의 연속적인 유효 위치들 사이의 상기 보간 위치를 포함함 - 를 포함한다.
또한, 유리하게는, 트리거링 위치를 생성하는 단계는:
- 미리 결정된 원하는(트리거링) 위치를 입력하는 단계로 구성된 입력 서브 단계; 및
- 상기 이동 시스템의 에러와 관련된 미리 결정된 정보로부터 상기 트리거링 위치를 추론(deduce)하기 위해, 상기 원하는 위치를 상기 이동 요소의 상대 이동(relative movement)을 생성하도록 구성된 이동 시스템에 적용하는 단계로 구성된 처리 서브 단계를 포함한다.
더욱이, 유리하게는, 비교 단계는:
- 바람직하게 다음의 식을 사용하고,
여기서:
- 이 거리 파라미터(distance parameter) D2와 미리 결정된 값 사이의 차이를 계산하는 단계로 구성된 비교 서브 단계; 및
- 상기 차이의 변화를 평가하는 단계 및 상기 차이가 가장 작은 위치, 이 후자의 위치에 대응하는 가장 가까운 실제 위치를 검출하는 단계로 구성된 평가 서브 단계를 포함한다.
본 출원은 또한 이동 요소를 트리거링 하기 위한 위치라고 하는 위치에서 펄스 신호를 생성하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 이동 요소는 적어도 두 개의 자유도에 따라 상대 이동될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치는:
- 트리거링 위치를 생성하기 위한 유닛;
- 실제 위치라고 하는 위치를 생성하기 위한 유닛 - 이동 요소의 이동 중 적어도 일부 동안, 상기 자유도에 대응하는 축에 따라 정의된 상기 이동 요소의 실제 위치를 생성하도록 구성되고, 실제 위치를 생성하기 위한 유닛은 이동 요소의 연속적인 유효 위치를 실시간으로 측정하도록 구성되는 측정 유닛(measuring unit)을 포함하고, 상기 실제 위치는 적어도 상기 유효 위치를 포함함 -;
- 현재 트리거링 위치라고 하는 트리거링 위치를 위하여 연속적인 실제 위치를 비교하도록 구성된 비교 유닛 - 실시간으로 실제 위치를 생성하기 위한 유닛(5)에 의해 생성된 이들 연속적인 실제 위치 중에서, 상기 현재 트리거링 위치에 가장 가까운 실제 위치를 이 현재 트리거링 위치에서 식별하기 위하여, 및 상기 현재 트리거링 위치에 대하여 주어진 한계 내에서 -; 및
- 현재 트리거링 위치에 대한 펄스 신호를 생성하도록 구성된 펄스 신호를 생성하기 위한 유닛 - 이는,
을 포함한다.
특정 실시예에 있어서, 실제 위치를 생성하기 위한 유닛은 이동 요소의 이동 속도를 고려하여, 매번 측정 유닛에 의해 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치 사이에서 보간 위치의 계속을 결정하도록 구성된 보간 유닛(interpolation unit) - 상기 실제 위치는 상기 유효 위치 및 두 개의 연속적인 유효 위치 사이의 상기 보간 위치(interpolated position)를 포함함 - 을 포함한다.
더욱이, 특정 실시예에 있어서, 트리거링 위치를 생성하기 위한 유닛은:
- 미리 결정된 이론적인 트리거링 위치를 입력하기 위한 입력 서브 유닛(subunit); 및
- 상기 이동 시스템의 에러와 관련된 미리 결정된 정보로부터 상기 트리거링 위치를 추론하기 위해, 상기 이론적 위치를 상기 이동 요소의 이동을 생성하도록 구성된 이동 시스템에 적용하도록 구성된 처리 서브 유닛(treatment subunit)을 포함한다.
더욱이, 유리하게는, 비교 유닛(comparison unit)은:
- 바람직하게 다음의 식을 사용하고,
여기서:
- 거리 파라미터(distance parameter) D2와 미리 결정된 값 사이의 차이를 계산하도록 구성된 비교 서브 단계; 및
- 상기 차이의 변화를 평가하는 단계 및 상기 차이가 가장 작은 위치, 이 위치에 대응하는 가장 가까운 실제 위치를 검출하도록 구성된 평가 서브 단계를 포함한다.
본 출원은 또한, 예를 들어 전자 구성요소와 같은 물체의 처리 어셈블리(treatment assembly)(광학, 기계, 화학 등)에 관한 것으로, 상기 처리 어셈블리는:
- 상기 물체를 운반하는 지지부(support);
- 펄스 트리거링 신호를 수신하는 동안 동작(광학, 기계식, 화학식 등의)을 수행할 수 있는 처리 시스템을 구비한 이동 요소 - 상기 이동 요소는 상기 지지부)에 대한 상대 이동을 수행함 -; 및
- 상기 이동 요소의 이동 중에 펄스 신호를 생성하고 펄스 신호를 처리하기 위한 상기 시스템으로 전송하도록 의도된, 전술한 바와 같은 펄스 신호를 생성하기 위한 장치를 포함한다.
첨부된 도면은 이동 요소의 특정 위치에서 펄스 신호를 생성하기 위한 방법 및 장치에 대한 보다 완전한 이해를 가능하게 한다.
이들 도면에서, 동일한 참조는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 펄스 신호를 생성하기 위한 장치의 특정 실시 예의 도면이다.
도 2는 이동 요소의(상대) 이동 동안 가능한 자유도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1의 장치를 비교하기 위한 유닛의 개략도이다.
도 4는 트리거링 위치라고 하는 위치에 대한 이동 요소의 이동 경로를 부분적으로 도시한다.
도 5는 도 1의 장치에 의해 구현된 펄스 신호를 생성하는 방법을 개략적으로 도시한다.
이들 도면에서, 동일한 참조는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 펄스 신호를 생성하기 위한 장치의 특정 실시 예의 도면이다.
도 2는 이동 요소의(상대) 이동 동안 가능한 자유도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1의 장치를 비교하기 위한 유닛의 개략도이다.
도 4는 트리거링 위치라고 하는 위치에 대한 이동 요소의 이동 경로를 부분적으로 도시한다.
도 5는 도 1의 장치에 의해 구현된 펄스 신호를 생성하는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 1에 개략적으로 도시된 장치(1)는 이동 요소(moving element)(2)(도 2)의 트리거링 위치(triggering position)라고 하는 특정 위치에서 펄스 신호를 생성하기 위한 장치이다.
상기 이동 요소(2)는 처리될 물체(미도시)가 제공되는 지지 플레이트(support plate)(또는 플랫폼)와 같은 지지부(support)(3)(도 2)에 대해 상대 이동된다.
본 발명의 틀에서, 지지부(3) 및 물체에 대한 이동 요소(2)와 관련된 변위(displacement)(또는 이동(movement))는 바람직하게는 이동 요소(2), 지지부(3) 및 고정된 물체의 이동에 대응한다.
그러나 다음이 될 수도 있다.
- 물체의 이동 - 요소(element)(이동 요소라고 함)는 고정됨; 또는
- 이동 요소와 물체의 이동.
본 발명의 틀에서, 상기 이동 요소(2)는 자유도 N에 따라 상대 이동될 수 있고, N은 2 이상의 정수이다.
아래에, N이 6과 같은 예가 제시된다.
지지부(3)는, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 X(또는 길이 방향) 방향 및 Y(또는 측면 방향) 방향에 의해 정의되는 수평면(XY)에 실질적으로 평행하게 배열된다.
이해를 용이하게 하도록 의도된 도 2에 도시된 마커(F)는 수평 평면(XY)을 형성하는 방향(또는 축) X 및 Y 외에, XY 평면에 직교하는 Z(또는 수직)라고 하는 방향(또는 축)을 포함한다.
6 개의 가능한 자유도(이중 화살표로 표시)는 각각 도 2에 표시된 대로 해당된다.
- 방향 X를 따라 Xi 라는 병진 이동;
- 방향 X를 따라 θX 라는 회전;
- 방향 Y를 따라 Yi 라는 병진 이동;
- 방향 Y를 따라 θY 라는 회전;
- 방향 Z를 따라 Zi 라는 병진 이동; 및
- 방향 Z를 따라 θZ 라는 회전.
상기 방법 및 장치는 또한 다른 수 N(2보다 큰)의 자유도, 특히 예를 들어 복잡한 다축 포지셔닝 프레임 워크에서 6보다 큰 수 N에 적용 가능하다.
일 실시 예에서, 상기 이동 요소(2) 및 상기 지지부(3)는 처리 어셈블리(treatment assembly)(미도시)의 일부를 형성한다.
가능한 다른 유형의 이 치료 어셈블리는:
- 상기 물체를 운반하는 상기 지지부(3);
- 상기 이동 요소(2)는 펄스 트리거 신호를 수신하는 동안(광학, 기계식, 화학식 등의) 동작을 수행할 수 있는 처리 시스템을 구비하고, 이동 요소(2) 및 처리 시스템은 지지부(3) 및 처리될 물체에 대해 상대 이동을 수행하고; 및
- 상기 이동 요소(2)의 이동 중에 펄스 신호를 생성하고 펄스 신호를 처리하기 위한 상기 시스템으로 전송하도록 의도된, 이하 명시된 바와 같은 펄스 신호를 생성하기 위한 상기 장치(1)를 포함한다.
펄스 신호를 생성하기 위한 장치(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이:
- 아래에 명시된 트리거링 위치를 생성하는 유닛(4);
- 소위 실제 위치를 생성하기 위한 유닛(5)
을 포함한다.
유닛(5)은 전술한 자유도 Xi, Yi, Zi, θX, θY 및 θZ 중 적어도 일부에 따라 정의된 상기 이동 요소(2)의 실제 위치를 자동으로 실시간으로 생성하도록 구성된다.
유닛(5)은 이를 위해 이동 요소(2)의 연속적인 유효 위치를 실시간으로 측정하도록 구성된 측정 유닛(6)을 포함한다.
상기 실제 위치는 아래에 명시된 바와 같이 적어도 이들 측정된 유효 위치를 포함하고; 및
- 중앙 유닛(central unit)(7)은:
연속적인 실제 위치(실제 위치를 생성하기 위해 유닛(5)에 의해 실시간으로 생성됨)의 소위 현재 트리거링 위치를 위해 자동 및 실시간으로, 트리거링 위치를 생성하기 위한 유닛(4)의 연결부(9)를 통하여 수신된 이 현재 트리거링 위치와 비교하도록 구성된 비교 유닛(8)을 포함한다.
비교 유닛(8)은 이 비교로부터 이들 연속적인 실제 위치(유닛(5)로부터 수신된) 중에서 상기 현재 트리거링 위치에 가장 가까운 실제 위치를 식별하고, 상기 현재 트리거링 위치에 대해 주어진 한계 내에서 이를 식별하도록 구성되고; 및
연결부(connection)(11)을 통해 비교 유닛(8)에 연결되고, 비교 유닛(8)에 의해 구현된 처리의 결과를 수신하고, 및 연결부(12)를 통해 사용자 수단(나타내지 않음), 바람직하게는 전술한 처리 시스템에게 펄스 신호를 자동적으로 방출할 수 있는 펄스 신호를 생성하기 위한 유닛(10).
일 실시 예에서, 펄스 신호를 생성하기 위한 유닛(10)은 다음의 두 조건이 동시에 충족되는 경우 및 때에 현재 트리거링 위치에 대한 펄스 신호를 생성하도록 구성된다:
- 이동 요소(2)는 상기 가장 가까운 실제 위치에 도달하고; 및
- 이 가장 가까운 실제 위치는 상기 현재 트리거링 위치와 관련하여 주어진 한계 내에 위치된다.
일 실시 예에서, 실제 위치를 생성하기 위한 유닛(5)은 또한 연결부(14)를 통해 비교 유닛(8)에 연결된 보간 유닛(interpolation unit)(13)을 포함한다. 보간 유닛(13)은 도 1의 예에서와 같이 유닛(5) 또는 중앙 유닛(7)에 통합될 수 있다.
보간 유닛(13)은 매번 측정 유닛(6)에 의해 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치, 예를 들어 제1 위치 또는 "상류 위치(upstream position)"와 제2 위치 또는 "하류 위치(downstream position)" 사이의 보간 위치의 계속(continuation)을 결정하도록 구성된다. 보간 유닛(13)은 이들 제1 및 제2 위치 또는 상류 및 하류 위치 사이에서 이동 요소(2)의 추정된 이동 속도를 고려하도록 구성될 수 있고, 일반적으로 이 두 측정된 연속적인 위치(제1 및 제2 또는 상류 및 하류) 사이의 주어진 보간 위치의 수를 결정한다. 현재 단계에서 고려되는 이동 속도는 측정된 이전 단계의 이동 요소(2)의 이동 속도 일 수 있다. 보간은 충분히 큰 보간 주파수로 수행된다. 너무 큰 속도 변화를 물리적으로 가질 수 없고, 위치 결정 분해능이 내부에 유지되도록, 이는 고려된 응용에 의해 의도된 분해능 보다 훨씬 낮다.
연결부(14)를 통해 비교 유닛(8)으로 전송된 실제 위치는:
- 측정 유닛(6)에 의해 측정된 유효 위치(예를 들어, 5MHz의 주파수에서); 및
- 보간 유닛(13)에 의해 결정되고 더 높은 주파수, 예를 들어 200MHz에서 방출되는 두 개의 연속적인 유효 위치 사이에서 보간된 위치를 포함한다.
또한, 특정 실시 예에서, 트리거링 위치를 생성하기 위한 유닛(4)은 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다:
- 입력 요소(inputting element)(16), 예를 들어 컴퓨터 키보드, 마우스 및/또는 데이터를 입력하기 위한 다른 일반적인 수단.
입력 요소(16)는 연결부(18)에 의해 도시된 바와 같이 작업자가 처리 요소(treatment element)(17), 예를 들어 CPU 유형의 중앙 처리 장치에서 원하는 미리 결정된(트리거링) 위치를 입력할 수 있게 하고; 및
- 상기 이동 시스템의 에러와 관련된 미리 결정된 정보로부터 상기 트리거링 위치를 그로부터 추론하기 위해, 상기 원하는 위치를 이동 요소의 상대 이동을 생성시키도록 구성된 이동 시스템에 적용시키도록 구성되는 처리 요소(17).
이를 위해, 일 실시 예에서, 처리 요소(17)는:
- 연결부(18)를 통해 입력 요소(16)에 연결되고 특히 상기 언급된 이동 시스템의 특징을 포함하는 요소(19);
- 연결부(21)를 통해 요소(19)에 연결되고 이동 시스템의 에러를 결정하는 요소(20); 및
- 연결 시스템(23)을 통해 요소(20)에 연결되고 이동 시스템의 에러를 고려하여 입력 요소(16)를 사용하여 입력된 원하는 위치의 수정된 위치에 대응하는 트리거링 위치를 결정하는 요소(22)를 포함한다.
더욱이, 비교 유닛(8)(현재 트리거링 위치에 가장 가까운 실제 위치를 식별하도록 구성된)은 도 3에 도시된 바와 같이:
- 아래에 지정된 거리 파라미터 D2를 계산하도록 구성된 계산 요소(calculation element)(24);
- 이 거리 파라미터 D2와 저장 요소(storage element)(26)에 기록된 미리 결정된 값 R2 사이의 차이를 계산하도록 구성된 비교 요소(comparison element)(25); 및
- 상기 차이의 변화를 평가하고 상기 차이가 이 위치에 대응하는 가장 가까운 실제 위치 인 가장 낮은 위치를 검출하도록 구성된 평가 서브 유닛(evaluation subunit)을 포함한다.
평가 서브 유닛(valuation subunit)은 다음 두 조건이 동시에 충족되는지 검증하는 요소(29)를 포함한다:
-도 4에 도시된 바와 같이, 가장 가까운 실제 위치 Pi가 현재 트리거링 위치 PCi에 대해 주어진 한계 L 내에 위치되는 요소(25)에 의해 검증되는 제1 조건.
이 도 4에서, 현재 트리거링 위치 PCi는 주어진 한계 L(이 경우, PCi를 중심으로 하는 반경 R의 원)과 경로 T(도 4의 이 예에서 평면 XY에 도시되어 있음)를 따라 이동하는 이동 요소의 상이한 연속적인 실제 위치 PRi와 연관된 것으로 표현되었다.
- 경로 T를 따라 이동하는 동안 이동 요소(2)가 상이한 실제 위치 PRi 중에서 가장 근접한 실제 위치 Pi에 도달하는 요소(27 및 28)에 의해 확인되는 제2 조건.
이것을 하기 위해:
- 요소(28)는 현재 실제 위치 이전의 실제 위치에 대한 거리 파라미터(D2)(계산 요소(calculation element)(24)에 의해 계산됨)를 기록할 수 있게 하는 요소이며; 및
- 요소(27)는 각각의 현재 실제 위치에 대해, 이전 위치(요소(28)에 기록됨)에 대한이 거리 파라미터와 이 현재 실제 위치에 대한 거리 파라미터(D2)(계산 요소(24)에 의해 계산됨) 사이의 차이를 계산하고, 이 차이(이동 차가 현재의 트리거링 위치 PCi에 접근 할 때 사전에 감소됨)가 다시 증가하기 시작하자 마자 가장 가까운 실제 위치 Pi에 도달한다고 결론 지었다.
바람직한 실시 예에서, 계산 요소(24)는 다음 식을 사용하여 거리 파라미터 D2를 계산한다:
여기서:
- PRi는 고려되는 실제 위치의 자유도 Li에 따른 좌표를 나타내고;
- PCi는 현재 트리거링 위치의 자유도 Li에 따른 좌표를 나타내고;
- N은 이동 요소의 자유도 Li를 나타낸다.
이를 위해, 자유도 4(N=4)에 기초한 실시 예의 경우, 계산 요소(24)는:
- 한편으로는, 연결부(14A, 14B, 14C 및 14D)(도 1의 연결부(14)의 형성 파트)를 통해 수신된 네 개의 PRi 값(PR1, PR2, PR3, PR4)을 및, 다른 한편으로 연결부(9A, 9B, 9C 및 9D)(도 1의 연결부(9)의 형성 파트)를 통해 수신된 네 개의 PCi 값(PC1, PC2, PC3, PC4) 사이의 각각의 차이를 계산하는 요소(30A, 30B, 30C 및 30D);
- 이들 차이의 제곱을 각각 계산하기 위한 요소(31A, 31B, 31C 및 31D); 및
- 요소(31A, 31B, 31C 및 31D)에 의해 제공된 결과를 합하는 요소(32)를 포함한다.
선택적으로 위에서 설명한 최소 제곱의 계산을 사용하는 대신, 계산 요소(24)는 또한 예를 들어 절대 값의 합 또는 다른 거듭 제곱을 갖는 계산과 같은 다른 계산을 사용할 수 있다.
아래에, 전술한 바와 같은 장치(1)의 기능은 펄스 신호를 생성하기 위한 방법(도 5에 나타냄)으로부터 설명된다.
상기 방법은 유닛(4)에 의해 구현되는 트리거링 위치를 생성하는 예비 단계 E0를 포함한다.
상기 방법은 또한 이동 요소의 이동 중 적어도 일부 동안, 다음의 연속적인 단계의 계속이 반복적으로 구현되며:
- 유닛(5)에 의해 구현되고 고려된 자유도에 대응하는 축에 따라 정의된 상기 이동 요소(2)의 실제 위치 PRi(도 4)를 생성하는 단계로 구성된 실제 위치를 생성하는 단계 E1, 단계 E1은:
유닛(6)에 의해 구현되고 이동 요소의 연속적인 유효 위치를 실시간으로 측정하는 측정 단계 E11; 및
이동 요소의 이동 속도를 고려하여, 매번 측정 단계 동안 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치 사이에서 보간 위치의 계속을 결정하는 단계로 구성된 보간 단계 E12 - 실제 위치는 측정된 유효 위치 및 보간 위치를 포함함 - 를 포함하고;
- 연속적인 트리거링 위치의 경우 - 현재 트리거링 위치라고 하는 트리거링 위치 PCi에 대해 매번의 -:
유닛(8)에 의해 구현되고 연속적인 실제 위치를 비교하는 것으로 구성된 비교 단계 E3 - 실시간으로 실제 위치를 생성하는 단계 E1에서 생성된 이들 연속적인 실제 위치 PRi 중에서, 상기 현재 트리거링 위치 PCi에 가장 가까운 실제 위치 Pi를 이 현재 트리거링 위치 PCi에서 식별하기 위하여, 및 상기 현재 트리거링 위치 PCi에 대하여 주어진 한계 L 내에서 -; 및
유닛(10)에 의해 구현되고 다음의 두 조건이 동시에 충족되는 경우 및 때에, 현재 트리거링 위치 PCi에 대한 펄스 신호를 생성하는 펄스 신호를 생성하는 단계 E4:
이동 요소(2)는 상기 가장 가까운 실제 위치 Pi(연속적으로 도달된 상이한 실제 위치 PRi 중에서)에 도달하고; 및
이 가장 가까운 실제 위치 Pi는 고려된 현재 트리거링 위치 PCi와 관련하여 주어진 한계 L 내에 있다.
단계 E4에서(현재 트리거링 위치에서) 펄스 신호가 생성되면, 다음 트리거링 위치가 새로운 현재 트리거링 위치로 간주되고, 이 새로운 현재 트리거링 위치에 대해 단계 E3 및 E4가 다시 구현된다. 이 단계 E3 및 E4는 각 트리거 위치에 대해 반복적으로 구현된다.
상기 이동 요소(2)는 처리될 물체(미도시)가 제공되는 지지 플레이트(support plate)(또는 플랫폼)와 같은 지지부(support)(3)(도 2)에 대해 상대 이동된다.
본 발명의 틀에서, 지지부(3) 및 물체에 대한 이동 요소(2)와 관련된 변위(displacement)(또는 이동(movement))는 바람직하게는 이동 요소(2), 지지부(3) 및 고정된 물체의 이동에 대응한다.
그러나 다음이 될 수도 있다.
- 물체의 이동 - 요소(element)(이동 요소라고 함)는 고정됨; 또는
- 이동 요소와 물체의 이동.
본 발명의 틀에서, 상기 이동 요소(2)는 자유도 N에 따라 상대 이동될 수 있고, N은 2 이상의 정수이다.
아래에, N이 6과 같은 예가 제시된다.
지지부(3)는, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 X(또는 길이 방향) 방향 및 Y(또는 측면 방향) 방향에 의해 정의되는 수평면(XY)에 실질적으로 평행하게 배열된다.
이해를 용이하게 하도록 의도된 도 2에 도시된 마커(F)는 수평 평면(XY)을 형성하는 방향(또는 축) X 및 Y 외에, XY 평면에 직교하는 Z(또는 수직)라고 하는 방향(또는 축)을 포함한다.
6 개의 가능한 자유도(이중 화살표로 표시)는 각각 도 2에 표시된 대로 해당된다.
- 방향 X를 따라 Xi 라는 병진 이동;
- 방향 X를 따라 θX 라는 회전;
- 방향 Y를 따라 Yi 라는 병진 이동;
- 방향 Y를 따라 θY 라는 회전;
- 방향 Z를 따라 Zi 라는 병진 이동; 및
- 방향 Z를 따라 θZ 라는 회전.
상기 방법 및 장치는 또한 다른 수 N(2보다 큰)의 자유도, 특히 예를 들어 복잡한 다축 포지셔닝 프레임 워크에서 6보다 큰 수 N에 적용 가능하다.
일 실시 예에서, 상기 이동 요소(2) 및 상기 지지부(3)는 처리 어셈블리(treatment assembly)(미도시)의 일부를 형성한다.
가능한 다른 유형의 이 치료 어셈블리는:
- 상기 물체를 운반하는 상기 지지부(3);
- 상기 이동 요소(2)는 펄스 트리거 신호를 수신하는 동안(광학, 기계식, 화학식 등의) 동작을 수행할 수 있는 처리 시스템을 구비하고, 이동 요소(2) 및 처리 시스템은 지지부(3) 및 처리될 물체에 대해 상대 이동을 수행하고; 및
- 상기 이동 요소(2)의 이동 중에 펄스 신호를 생성하고 펄스 신호를 처리하기 위한 상기 시스템으로 전송하도록 의도된, 이하 명시된 바와 같은 펄스 신호를 생성하기 위한 상기 장치(1)를 포함한다.
펄스 신호를 생성하기 위한 장치(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이:
- 아래에 명시된 트리거링 위치를 생성하는 유닛(4);
- 소위 실제 위치를 생성하기 위한 유닛(5)
을 포함한다.
유닛(5)은 전술한 자유도 Xi, Yi, Zi, θX, θY 및 θZ 중 적어도 일부에 따라 정의된 상기 이동 요소(2)의 실제 위치를 자동으로 실시간으로 생성하도록 구성된다.
유닛(5)은 이를 위해 이동 요소(2)의 연속적인 유효 위치를 실시간으로 측정하도록 구성된 측정 유닛(6)을 포함한다.
상기 실제 위치는 아래에 명시된 바와 같이 적어도 이들 측정된 유효 위치를 포함하고; 및
- 중앙 유닛(central unit)(7)은:
비교 유닛(8)은 이 비교로부터 이들 연속적인 실제 위치(유닛(5)로부터 수신된) 중에서 상기 현재 트리거링 위치에 가장 가까운 실제 위치를 식별하고, 상기 현재 트리거링 위치에 대해 주어진 한계 내에서 이를 식별하도록 구성되고; 및
일 실시 예에서, 펄스 신호를 생성하기 위한 유닛(10)은 다음의 두 조건이 동시에 충족되는 경우 및 때에 현재 트리거링 위치에 대한 펄스 신호를 생성하도록 구성된다:
- 이동 요소(2)는 상기 가장 가까운 실제 위치에 도달하고; 및
- 이 가장 가까운 실제 위치는 상기 현재 트리거링 위치와 관련하여 주어진 한계 내에 위치된다.
일 실시 예에서, 실제 위치를 생성하기 위한 유닛(5)은 또한 연결부(14)를 통해 비교 유닛(8)에 연결된 보간 유닛(interpolation unit)(13)을 포함한다. 보간 유닛(13)은 도 1의 예에서와 같이 유닛(5) 또는 중앙 유닛(7)에 통합될 수 있다.
보간 유닛(13)은 매번 측정 유닛(6)에 의해 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치, 예를 들어 제1 위치 또는 "상류 위치(upstream position)"와 제2 위치 또는 "하류 위치(downstream position)" 사이의 보간 위치의 계속(continuation)을 결정하도록 구성된다. 보간 유닛(13)은 이들 제1 및 제2 위치 또는 상류 및 하류 위치 사이에서 이동 요소(2)의 추정된 이동 속도를 고려하도록 구성될 수 있고, 일반적으로 이 두 측정된 연속적인 위치(제1 및 제2 또는 상류 및 하류) 사이의 주어진 보간 위치의 수를 결정한다. 현재 단계에서 고려되는 이동 속도는 측정된 이전 단계의 이동 요소(2)의 이동 속도 일 수 있다. 보간은 충분히 큰 보간 주파수로 수행된다. 너무 큰 속도 변화를 물리적으로 가질 수 없고, 위치 결정 분해능이 내부에 유지되도록, 이는 고려된 응용에 의해 의도된 분해능 보다 훨씬 낮다.
연결부(14)를 통해 비교 유닛(8)으로 전송된 실제 위치는:
- 측정 유닛(6)에 의해 측정된 유효 위치(예를 들어, 5MHz의 주파수에서); 및
- 보간 유닛(13)에 의해 결정되고 더 높은 주파수, 예를 들어 200MHz에서 방출되는 두 개의 연속적인 유효 위치 사이에서 보간된 위치를 포함한다.
또한, 특정 실시 예에서, 트리거링 위치를 생성하기 위한 유닛(4)은 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다:
- 입력 요소(inputting element)(16), 예를 들어 컴퓨터 키보드, 마우스 및/또는 데이터를 입력하기 위한 다른 일반적인 수단.
입력 요소(16)는 연결부(18)에 의해 도시된 바와 같이 작업자가 처리 요소(treatment element)(17), 예를 들어 CPU 유형의 중앙 처리 장치에서 원하는 미리 결정된(트리거링) 위치를 입력할 수 있게 하고; 및
- 상기 이동 시스템의 에러와 관련된 미리 결정된 정보로부터 상기 트리거링 위치를 그로부터 추론하기 위해, 상기 원하는 위치를 이동 요소의 상대 이동을 생성시키도록 구성된 이동 시스템에 적용시키도록 구성되는 처리 요소(17).
이를 위해, 일 실시 예에서, 처리 요소(17)는:
- 연결부(18)를 통해 입력 요소(16)에 연결되고 특히 상기 언급된 이동 시스템의 특징을 포함하는 요소(19);
- 연결부(21)를 통해 요소(19)에 연결되고 이동 시스템의 에러를 결정하는 요소(20); 및
- 연결 시스템(23)을 통해 요소(20)에 연결되고 이동 시스템의 에러를 고려하여 입력 요소(16)를 사용하여 입력된 원하는 위치의 수정된 위치에 대응하는 트리거링 위치를 결정하는 요소(22)를 포함한다.
더욱이, 비교 유닛(8)(현재 트리거링 위치에 가장 가까운 실제 위치를 식별하도록 구성된)은 도 3에 도시된 바와 같이:
- 아래에 지정된 거리 파라미터 D2를 계산하도록 구성된 계산 요소(calculation element)(24);
- 이 거리 파라미터 D2와 저장 요소(storage element)(26)에 기록된 미리 결정된 값 R2 사이의 차이를 계산하도록 구성된 비교 요소(comparison element)(25); 및
- 상기 차이의 변화를 평가하고 상기 차이가 이 위치에 대응하는 가장 가까운 실제 위치 인 가장 낮은 위치를 검출하도록 구성된 평가 서브 유닛(evaluation subunit)을 포함한다.
평가 서브 유닛(valuation subunit)은 다음 두 조건이 동시에 충족되는지 검증하는 요소(29)를 포함한다:
-도 4에 도시된 바와 같이, 가장 가까운 실제 위치 Pi가 현재 트리거링 위치 PCi에 대해 주어진 한계 L 내에 위치되는 요소(25)에 의해 검증되는 제1 조건.
이 도 4에서, 현재 트리거링 위치 PCi는 주어진 한계 L(이 경우, PCi를 중심으로 하는 반경 R의 원)과 경로 T(도 4의 이 예에서 평면 XY에 도시되어 있음)를 따라 이동하는 이동 요소의 상이한 연속적인 실제 위치 PRi와 연관된 것으로 표현되었다.
- 경로 T를 따라 이동하는 동안 이동 요소(2)가 상이한 실제 위치 PRi 중에서 가장 근접한 실제 위치 Pi에 도달하는 요소(27 및 28)에 의해 확인되는 제2 조건.
이것을 하기 위해:
- 요소(28)는 현재 실제 위치 이전의 실제 위치에 대한 거리 파라미터(D2)(계산 요소(calculation element)(24)에 의해 계산됨)를 기록할 수 있게 하는 요소이며; 및
- 요소(27)는 각각의 현재 실제 위치에 대해, 이전 위치(요소(28)에 기록됨)에 대한이 거리 파라미터와 이 현재 실제 위치에 대한 거리 파라미터(D2)(계산 요소(24)에 의해 계산됨) 사이의 차이를 계산하고, 이 차이(이동 차가 현재의 트리거링 위치 PCi에 접근 할 때 사전에 감소됨)가 다시 증가하기 시작하자 마자 가장 가까운 실제 위치 Pi에 도달한다고 결론 지었다.
바람직한 실시 예에서, 계산 요소(24)는 다음 식을 사용하여 거리 파라미터 D2를 계산한다:
여기서:
- PRi는 고려되는 실제 위치의 자유도 Li에 따른 좌표를 나타내고;
- PCi는 현재 트리거링 위치의 자유도 Li에 따른 좌표를 나타내고;
- N은 이동 요소의 자유도 Li를 나타낸다.
이를 위해, 자유도 4(N=4)에 기초한 실시 예의 경우, 계산 요소(24)는:
- 한편으로는, 연결부(14A, 14B, 14C 및 14D)(도 1의 연결부(14)의 형성 파트)를 통해 수신된 네 개의 PRi 값(PR1, PR2, PR3, PR4)을 및, 다른 한편으로 연결부(9A, 9B, 9C 및 9D)(도 1의 연결부(9)의 형성 파트)를 통해 수신된 네 개의 PCi 값(PC1, PC2, PC3, PC4) 사이의 각각의 차이를 계산하는 요소(30A, 30B, 30C 및 30D);
- 이들 차이의 제곱을 각각 계산하기 위한 요소(31A, 31B, 31C 및 31D); 및
- 요소(31A, 31B, 31C 및 31D)에 의해 제공된 결과를 합하는 요소(32)를 포함한다.
선택적으로 위에서 설명한 최소 제곱의 계산을 사용하는 대신, 계산 요소(24)는 또한 예를 들어 절대 값의 합 또는 다른 거듭 제곱을 갖는 계산과 같은 다른 계산을 사용할 수 있다.
아래에, 전술한 바와 같은 장치(1)의 기능은 펄스 신호를 생성하기 위한 방법(도 5에 나타냄)으로부터 설명된다.
상기 방법은 유닛(4)에 의해 구현되는 트리거링 위치를 생성하는 예비 단계 E0를 포함한다.
상기 방법은 또한 이동 요소의 이동 중 적어도 일부 동안, 다음의 연속적인 단계의 계속이 반복적으로 구현되며:
- 유닛(5)에 의해 구현되고 고려된 자유도에 대응하는 축에 따라 정의된 상기 이동 요소(2)의 실제 위치 PRi(도 4)를 생성하는 단계로 구성된 실제 위치를 생성하는 단계 E1, 단계 E1은:
- 연속적인 트리거링 위치의 경우 - 현재 트리거링 위치라고 하는 트리거링 위치 PCi에 대해 매번의 -:
단계 E4에서(현재 트리거링 위치에서) 펄스 신호가 생성되면, 다음 트리거링 위치가 새로운 현재 트리거링 위치로 간주되고, 이 새로운 현재 트리거링 위치에 대해 단계 E3 및 E4가 다시 구현된다. 이 단계 E3 및 E4는 각 트리거 위치에 대해 반복적으로 구현된다.
Claims (10)
- 이동 요소(2)의 트리거링 위치들이라고 하는 위치들에서 펄스 신호를 생성하는 방법에 있어서,
상기 이동 요소(2)는,
적어도 두 개의 자유도에 따라 상대 이동이 될 수 있고,
상기 방법은,
트리거링 위치들을 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 이동 요소(2)의 이동 중 적어도 일부 동안, 다음의 단계들이 반복적으로 구현되는 방법으로,
실제 위치들이라고 하는 위치들을 생성하는 단계(E1) - 상기 단계(E1)는, 상기 자유도에 대응하는 축(Xi, θX, Yi, θY, Zi, θZ)에 따라 정의된 상기 이동 요소(2)의 실제 위치들(PRi)을 생성하는 단계로 구성되고, 상기 실제 위치들을 생성하는 단계(E1)는, 상기 이동 요소(2)의 연속적인 유효 위치들을 실시간으로 측정하는 단계로 구성되는 측정하는 단계(E11)를 포함하고, 상기 실제 위치들(PRi)은 적어도 상기 유효 위치들을 포함함 -,
연속적인 트리거링 위치에 대하여, 현재 트리거링 위치라고 하는 트리거링 위치(PCi)에 대해 매번:
상기 현재 트리거링 위치(PCi)에서, 상기 실제 위치들을 생성하는 단계(E1)에서, 실시간으로 생성된 연속적인 실제 위치들(PRi)을 비교하는 단계로 구성된 비교하는 단계(E3) - 상기 단계(E3)에 의하여, 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에 대하여 주어진 한계(L) 내에 있으면서 상기 연속적인 실제 위치들(PRi)로부터 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에 가장 가까운 실제 위치(Pi)를 식별함 -, 및
상기 이동 요소(2)가 상기 가장 가까운 실제 위치(Pi)에 도달하고, 상기 가장 가까운 실제 위치(Pi)가 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에 대하여 주어진 한계(L) 내에 위치하는 경우, 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에 대한 펄스 신호를 생성하는 단계로 구성된 펄스 신호 생성 단계(E4)
를 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 실제 위치들을 생성하는 단계(E1)는,
상기 이동 요소의 이동 속도를 고려하여, 매번, 상기 측정하는 단계(E11) 동안 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치들 사이에서 보간 위치들을 결정하는 단계로 구성된 보간 단계(E12)
를 포함하고,
상기 실제 위치들(PRi)은,
상기 유효 위치들, 및
두 개의 연속적인 유효 위치들 사이의 상기 보간 위치들
을 포함하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 트리거링 위치를 생성하는 단계는,
원하는 위치들을 입력하는 단계로 구성된 입력 서브 단계, 및
이동 시스템의 에러와 관련된 미리 결정된 정보로부터 상기 트리거링 위치들을 추론하기 위해, 상기 원하는 위치들을 이동 시스템에 적용하는 단계로 구성된 처리 서브 단계
를 포함하고,
상기 이동 시스템은,
상기 이동 요소(2)의 상대 이동을 생성하도록 구성된,
방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 비교하는 단계(E3)는,
거리 파라미터를 계산하는 단계로 구성된 계산 서브 단계;
상기 거리 파라미터 및 미리 결정된 값 사이의 차이를 계산하는 단계로 구성된 비교 서브 단계; 및
평가 서브 단계
를 포함하고,
상기 평가 서브 단계는,
상기 차이의 변화를 평가하는 단계, 및
상기 차이가 가장 작은 위치를 검출하는 단계
를 포함하고,
상기 가장 가까운 실제 위치(Pi)는,
상기 차이가 가장 작은 것에 대응하는,
방법.
- 제4항에 있어서,
상기 계산 서브 단계는,
식
을 사용하여 거리 파라미터 D2을 계산하는 단계
를 포함하고,
PRi는 고려되는 실제 위치의 자유도(Li)에 따른 좌표를 나타내고,
PCi는 상기 현재 트리거링 위치의 자유도(Li)에 따른 좌표를 나타내고,
N은 상기 이동 요소(2)의 자유도(Li)를 나타내는,
방법.
- 이동 요소(2)의 트리거링 위치라고 하는 위치에서 펄스 신호를 생성시키는 장치(1)에 있어서,
상기 이동 요소(2)는,
적어도 두 개의 자유도에 따라 상대 이동이 될 수 있고,
상기 장치(1)는,
트리거링 위치들을 생성하기 위한 유닛(4),
실제 위치들이라고 하는 위치들을 생성하기 위한 유닛(5),
비교 유닛(8), 및
펄스 신호를 생성하기 위한 유닛(10)
을 포함하고,
상기 실제 위치들이라고 하는 위치들을 생성하기 위한 유닛(5)은,
상기 이동 요소(2)의 이동 중 적어도 일부 동안, 상기 자유도에 대응하는 축(Xi, θX, Yi, θY, Zi, θZ)에 따라 정의된 상기 이동 요소(2)의 실제 위치들(PRi)을 생성하고,
상기 실제 위치들을 생성하기 위한 유닛(5)은,
상기 이동 요소(2)의 연속적인 유효 위치들을 실시간으로 측정하도록 구성된 측정 유닛(6)
을 포함하고,
상기 실제 위치들(PRi)은,
적어도 상기 유효 위치들을 포함하고,
상기 비교 유닛(8)은,
현재 트리거링 위치라고 하는 트리거링 위치(PCi)에 대해, 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에서, 실제 위치들을 생성하기 위한 유닛(5)에 의하여 실시간으로 생성된 연속적인 실제 위치들(PRi)를 비교하도록 구성되고,
상기 비교 유닛(8)에 의하여, 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에 대하여 주어진 한계(L) 내에 있으면서 상기 연속적인 실제 위치들(PRi)로부터 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에 가장 가까운 실제 위치(Pi)를 식별하고,
상기 펄스 신호를 생성하기 위한 유닛(10)은,
상기 이동 요소(2)가 상기 가장 가까운 실제 위치(Pi)에 도달하고, 상기 가장 가까운 실제 위치(Pi)가 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에 대하여 주어진 한계(L) 내에 위치하는 경우, 상기 현재 트리거링 위치(PCi)에 대한 펄스 신호를 생성하도록 구성되는,
장치.
- 제6항에 있어서,
상기 실제 위치들을 생성하기 위한 유닛(5)은,
상기 이동 요소의 이동 속도를 고려하여, 매번, 상기 측정 유닛(6)에 의하여 측정된 두 개의 연속적인 유효 위치들 사이에서 보간 위치들을 결정하도록 구성되고,
상기 실제 위치들(PRi)은,
상기 유효 위치들, 및
두 개의 연속적인 유효 위치들 사이의 상기 보간 위치들
을 포함하는 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 트리거링 위치들을 생성하기 위한 유닛(4)은,
미리 결정된 이론적인 트리거링 위치들을 입력하도록 구성된 입력 서브 유닛(16), 및
이동 시스템의 에러와 관련된 미리 결정된 정보로부터, 상기 트리거링 위치들을 추론하기 위해, 상기 이론적인 트리거링 위치들을 상기 이동 시스템에 적용하도록 구성된 처리 서브 유닛(17)
을 포함하는 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 비교 유닛(8)은,
거리 파라미터를 계산하도록 구성된 계산 서브 유닛(24),
상기 거리 파라미터 및 미리 결정된 값 사이의 차이를 계산하도록 구성된 비교 서브 유닛(25), 및
평가 서브 유닛(29)
을 포함하고,
상기 평가 서브 유닛(29)은,
상기 차이의 변화를 평가하고, 상기 차이가 가장 작은 위치를 검출하도록 구성되고,
상기 가장 가까운 실제 위치는,
상기 차이가 가장 작은 위치에 대응하는,
장치.
- 물체를 처리하기 위한 어셈블리에 있어서,
상기 물체를 운반하는 지지부(3);
펄스 트리거링 신호를 수신하는 동안 동작을 수행할 수 있는 처리 시스템을 구비한 이동 요소(2); 및
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된, 펄스 신호를 생성하기 위한 장치(1)
를 포함하고,
상기 이동 요소(2)는,
상기 지지부(3)에 대한 상대 이동을 수행하고,
상기 장치(1)는,
상기 이동 요소(2)의 이동 중에 펄스 신호를 생성하고 상기 처리 시스템으로 전송하도록 구성된,
어셈블리.
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