ES2372079B1

ES2372079B1 - METHOD OF SELF-SYNCHRONIZATION AND COMPENSATION OF TEMPORARY DEVIATIONS IN THE RECEIPT OF DATA PERIODICALLY ISSUED AND DEVICE CONVERSOR TO INCREMENTAL CODING TYPE SIGNALS THAT IMPLEMENTE IT.

Info

Publication number: ES2372079B1
Application number: ES201030136A
Authority: ES
Inventors: Jorge Israel Guevara Rosas; Antonio Ramón Jiménez Ruiz; Fernando Andrés Seco Granja; José Carlos Prieto Honorato
Original assignee: Asociacion Industrial De Optica Color E Imagen - Aido; IND DE OPTICA COLOR E IMAGEN AIDO ASOC
Current assignee: Asociacion Industrial De Optica Color E Imagen - Aido; IND DE OPTICA COLOR E IMAGEN AIDO ASOC
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2012-11-19
Anticipated expiration: 2030-02-02
Also published as: ES2372079A1

Abstract

El dispositivo de la invención es un conversor de paquetes de datos digitales, enviados por un equipo externo de medida, en señales de tipo codificador de posición incremental sinusoidal. La invención propone un nuevo dispositivo que supera las limitaciones detectadas en el estado de la técnica de los simuladores de codificadores de posición incremental con entrada por paquetes digitales, en dos aspectos fundamentales: 1) La conversión a salidas incrementales sinusoidales es correcta y sin discontinuidades incluso aunque la frecuencia de recepción de los paquetes de datos no sea totalmente constante, haciendo para ello uso de un procedimiento de compensación de los retardos detectados; y 2) la conversión se realiza apropiadamente, aunque no existan líneas de sincronismo con el equipo externo de medida, utilizando para ello un procedimiento de auto-sincronización con la cadencia de los paquetes de entrada.The device of the invention is a converter of digital data packets, sent by an external measuring device, into signals of sinusoidal incremental position encoder type. The invention proposes a new device that overcomes the limitations detected in the state of the art of simulators of incremental position encoders with digital packet input, in two fundamental aspects: 1) The conversion to sinusoidal incremental outputs is correct and without discontinuities even although the frequency of reception of the data packets is not totally constant, making use of a compensation procedure for the detected delays; and 2) the conversion is done properly, although there are no synchronization lines with the external measuring equipment, using a self-synchronization procedure with the cadence of the input packets.

Description

Método de auto-sincronización y compensación de desviaciones temporales en la recepción de datos emitidos periódicamente y dispositivo conversor a señales de tipo codiﬁcador incremental que lo implementa. Method of auto-synchronization and compensation of temporary deviations in the reception of periodically transmitted data and converter device to incremental coding signals that implements it.

Sector de la técnica Technical sector

El sector de la técnica donde se encuadra la presente invención es el de la electrónica y las comunicaciones. Los sectores de aplicación son fundamentalmente la automática, la instrumentación, la robótica, el mecanizado de materiales y el control numérico por ordenador (CNC). The sector of the technique where the present invention is framed is that of electronics and communications. The application sectors are fundamentally automatic, instrumentation, robotics, material machining and computer numerical control (CNC).

Estado de la técnica State of the art

Los sensores de desplazamiento, también denominados en algunos ámbitos como codiﬁcadores de posición, son dispositivos ampliamente utilizados en la industria para medir desplazamientos de translación o rotativos. Por otro lado, los actuadores son dispositivos capaces de generar el desplazamiento de un cuerpo utilizando energía eléctrica, líquidos o gases, siendo los actuadores más comunes los motores eléctricos, neumáticos y los hidráulicos. Los sensores de desplazamiento se emplean normalmente acoplados a alguno de estos actuadores en áreas como la automatización industrial, robótica, manipulación, máquinas-herramienta, sistemas de posicionamiento, impresoras, y en general en todas aquellas aplicaciones donde se requiera el movimiento controlado de un actuador. Existen diversos tipos de sensores para la captación de la información de desplazamiento, basados en principios capacitivos, resistivos, inductivos, magnéticos, piezoeléctricos, láser, por tiempo de vuelo ultrasónico, o por técnicas ópticas, entre otros [J.G. Webster, “The measurement, instrumentation and sensors handbook”. CRC Press, Springer, IEEE Press. Capítulo 6, 1999. ISBN: 3-540-64830-5]. Displacement sensors, also referred to in some areas as position encoders, are devices widely used in industry to measure translational or rotary displacements. On the other hand, the actuators are devices capable of generating the displacement of a body using electrical energy, liquids or gases, the most common actuators being electric, pneumatic and hydraulic motors. Displacement sensors are normally used coupled to any of these actuators in areas such as industrial automation, robotics, handling, machine tools, positioning systems, printers, and in general in all applications where the controlled movement of an actuator is required. . There are various types of sensors for the capture of displacement information, based on capacitive, resistive, inductive, magnetic, piezoelectric, laser, ultrasonic flight time, or optical techniques, among others [J.G. Webster, "The measurement, instrumentation and sensors handbook." CRC Press, Springer, IEEE Press. Chapter 6, 1999. ISBN: 3-540-64830-5].

Los sensores o codiﬁcadores de posición pueden ser incrementales o absolutos en función, respectivamente, de si la información de posición que transmiten debe ser integrada a partir de una posición arbitraria que se deﬁne como cero, o, por el contrario la información contiene siempre el valor absoluto del desplazamiento. Dentro de la categoría particular de codiﬁcadores de posición ópticos, los codiﬁcadores incrementales rotativos son ampliamente utilizados acoplados a ejes de rotación de motores. Estos codiﬁcadores incrementales rotativos están compuestos por un disco acoplado a un eje rotatorio cuyo giro se quiere medir. El disco está fabricado de un material opaco y tiene un conjunto de ranuras equidistantes que al permitir el paso de la luz pueden ser detectadas por medio de un sistema óptico, el cual comúnmente está compuesto por un diodo emisor de luz o LED (Light Emitting Diode) y un fotorreceptor. Al girar el disco, en el fotorreceptor se obtiene una señal eléctrica en forma de pulsos, debida al paso de la luz entre las ranuras del disco. La señal eléctrica obtenida permite medir de forma directa el desplazamiento angular del disco; otros parámetros como la velocidad o aceleración angular se pueden deducir mediante diferenciación del desplazamiento angular respecto al tiempo. Para conocer el sentido de rotación del disco se utiliza un segundo fotorreceptor ubicado de forma tal que genere una señal desfasada 90º con respecto a la primera; por ello a este tipo de codiﬁcadores de posición incrementales se les conoce también como codiﬁcadores de posición en cuadratura. The sensors or position coders can be incremental or absolute depending, respectively, on whether the position information they transmit must be integrated from an arbitrary position that is defined as zero, or, conversely, the information always contains the value absolute displacement. Within the particular category of optical position encoders, incremental rotary encoders are widely used coupled to motor rotation axes. These incremental rotary encoders are composed of a disk coupled to a rotating shaft whose rotation is to be measured. The disc is made of an opaque material and has a set of equidistant slots that by allowing the passage of light can be detected by means of an optical system, which is usually composed of a light emitting diode or LED (Light Emitting Diode ) and a photoreceptor. When the disc is rotated, an electrical signal in the form of pulses is obtained in the photoreceptor, due to the passage of light between the disc slots. The electrical signal obtained allows the angular displacement of the disk to be measured directly; Other parameters such as velocity or angular acceleration can be deduced by differentiating angular displacement from time. To know the direction of rotation of the disc, a second photoreceptor is used in such a way that it generates a 90º offset signal with respect to the first one; Therefore, these types of incremental position encoders are also known as quadrature position encoders.

Según sea el tipo de señal eléctrica de salida, los codiﬁcadores incrementales de posición pueden ser clasiﬁcados en dos clases: los de formas de onda cuadrada (conocidos como codiﬁcadores digitales), y los de forma de onda sinusoidal (también llamados codiﬁcadores sinusoidales). Aunque el principio de funcionamiento es el mismo, en muchas aplicaciones industriales se preﬁere el uso de codiﬁcadores sinusoidales ya que permiten obtener una mayor precisión y resolución en las medidas de posicionamiento por medio de interpolación en la recepción [Jouve D., Bui D., “Inﬂuence of the motor feedback sensor on AC brushless servo drive performances”, PCIM’2003 Conference Intelligent Motion, Nürnberg, pp. 410-416, Mayo 2003; Burke J., Moynihan, J., Unterkoﬂer K,. “Extraction of high resolution position information from sinusoidal encoders”, PCIM’2000 Conference Intelligent Motion, Nürnberg, pp. 217-222, 2000]. Depending on the type of electrical output signal, incremental position encoders can be classified into two classes: those of square waveforms (known as digital encoders), and those of sinusoidal waveforms (also called sinusoidal encoders). Although the principle of operation is the same, in many industrial applications the use of sinusoidal encoders is preferred since they allow for greater precision and resolution in positioning measurements by means of interpolation at the reception [Jouve D., Bui D., “In ﬂ uence of the motor feedback sensor on AC brushless servo drive performances”, PCIM'2003 Conference Intelligent Motion, Nürnberg, pp. 410-416, May 2003; Burke J., Moynihan, J., Unterko ﬂ er K ,. “Extraction of high resolution position information from sinusoidal encoders”, PCIM’2000 Conference Intelligent Motion, Nürnberg, pp. 217-222, 2000].

Además de las implementaciones clásicas de los codiﬁcadores de posición, existen dispositivos simuladores de codiﬁcador que, a pesar de no estar construidos mediante soluciones electro/magneto/óptico/mecánicas clásicas, en su salida se comportan como ellos y generan señales del mismo tipo que las de un codiﬁcador real. Por ejemplo, un simulador en cuadratura, que aparentemente podría ser una “caja negra” con una sola entrada y salida, permitiría transformar una señal analógica o digital, que representa información de desplazamiento y proviene de un equipo demedida externo, en señales en cuadratura del mismo tipo que las generadas por un codiﬁcador de posición real. Éstos simuladores, se suelen implementar utilizando soluciones mixtas hardware y software, sobre plataformas electrónicas y de cómputo que operan en tiempo real. Las aplicaciones especiales en las que son útiles este tipo de simuladores de codiﬁcador de posición son fundamentalmente de tres tipos, tal y como se describe a continuación: In addition to the classic implementations of the position encoders, there are simulator encoder devices that, despite not being constructed using classical electro / magneto / optical / mechanical solutions, at their output they behave like them and generate signals of the same type as the of a real encoder. For example, a quadrature simulator, which could apparently be a “black box” with a single input and output, would allow to transform an analog or digital signal, which represents displacement information and comes from an external measurement device, into quadrature signals from the same type as those generated by a real position encoder. These simulators are usually implemented using mixed hardware and software solutions, on electronic and computing platforms that operate in real time. The special applications in which this type of position encoder simulators are useful are basically of three types, as described below:

1. one.: Evaluación del correcto funcionamiento de decodiﬁcadores de posición. El decodiﬁcador de posición se encarga de leer e interpretar las señales enviadas por los codiﬁcadores de posición. El tipo de veriﬁcaciones que se suelen hacer con los simuladores consisten en la comprobación de que los decodiﬁcadores lean correctamente las cuentas transmitidas por el simulador, y también la comprobación de que el decodiﬁcador cumple las especiﬁcaciones eléctricas (p.ej. la corriente demandada). Evaluation of the correct operation of position decoders. The position decoder is responsible for reading and interpreting the signals sent by the position encoders. The type of veri ﬁ cations that are usually done with the simulators consist of checking that the decoders correctly read the accounts transmitted by the simulator, and also checking that the decoder meets the electrical specifications (eg the current demanded).

2. 2.: Simulación de un accionamiento completo para la veriﬁcación, diseño y prueba de controladores externos. Un controlador externo puede ser veriﬁcado de forma aislada si se acoplan dos simuladores en cascada: 1) Simulation of a complete drive for veri ﬁ cation, design and testing of external controllers. An external controller can be verified in isolation if two cascade simulators are coupled: 1)

un simulador de un actuador, y 2) un simulador de un codiﬁcador de posición. El simulador del accionamiento transforma una señal de comando de un motor (valor de tensión, pulsos, etc..) en una salida de datos que representa el desplazamiento de un actuador virtual según un modelo matemático que incluye tanto la cinemática como la dinámica del accionamiento. Acoplando en serie los dos simuladores: de actuación y de codiﬁcación, se obtiene un simulador completo del sistema virtual actuador/codiﬁcador que constituye una herramienta muy ﬂexible para validar, diseñar y probar un controlador externo ante diferentes modelos de actuador. a simulator of an actuator, and 2) a simulator of a position encoder. The drive simulator transforms a command signal from a motor (voltage value, pulses, etc.) into a data output that represents the displacement of a virtual actuator according to a mathematical model that includes both the kinematics and the dynamics of the drive . By coupling the two simulators in series: actuation and coding, a complete simulator of the virtual actuator / encoder system is obtained, which constitutes a very flexible tool to validate, design and test an external controller against different actuator models.

3. Medición alternativa de posición y transmisión en tiempo real para hacer un control en lazo cerrado de un proceso. En esta aplicación se sustituiría el codiﬁcador de posición, normalmente acoplado a un actuador, por un equipo externo de medida alternativo que no tiene por qué disponer de una salida tipo codiﬁcador de posición. Por ello, a este nuevo medidor de posición se le añade un simulador/conversor de información de desplazamiento en señal de tipo codiﬁcador de posición. Salvo el equipo de medida alternativo y el simulador de codiﬁcador, el resto de los elementos necesarios para controlar el proceso quedan totalmente inalterados (actuador, controlador, etc.). 3. Alternative position measurement and real-time transmission to make a closed loop control of a process. In this application, the position encoder, normally coupled to an actuator, would be replaced by an alternative external measuring device that does not have to have a position encoder type output. Therefore, to this new position meter a simulator / converter of displacement information in signal of position coder type is added. Except for the alternative measuring equipment and the encoder simulator, the rest of the elements necessary to control the process remain completely unchanged (actuator, controller, etc.).

Se pueden encontrar en el mercado algunos dispositivos electrónicos para simular codiﬁcadores de posición incrementales, por ejemplo tenemos el fabricado por la compañía Elettronica Scledense [Encoder System, “Encoder Simulator and Motion Simulator: Quadrature Reference for Lab, production and ﬁeld” Codecx 2.0 User’s Manual, http://www.encodersystem.com.]. Este equipo es capaz de transformar señales continuas analógicas que representan la velocidad de desplazamiento de un actuador en señales incrementales digitales o de onda cuadrada. Asumiendo que los datos en la entrada son continuos y representan ﬁelmente el desplazamiento realizado por el actuador, el equipo conversor se puede utilizar en aplicaciones de tiempo real. También existe otra compañía que fabrica un simulador de codiﬁcador, se trata de Deva electronics [Deva electronics controls, “DEVA011 3 Axis PCI quadrature signal generator” Issue 2.0 user manual, http://www.deva.co.uk]. La salida de este dispositivo conversor, al igual que el dispositivo anterior, también es digital (es decir, de onda cuadrada, y no sinusoidal). Sin embargo, al estar preparado para conectarse al bus estándar de los ordenadores personales, como ISA o PCI, las entradas al conversor se hacen mediante el envío de paquetes de datos digitales. Si los paquetes de datos a trasmitir al conversor están listos en tiempo real, es decir, la secuencia digital de paquetes se envían a intervalos de tiempo exactamente iguales, entonces el conversor se podría usar igualmente para aplicaciones de tiempo real. Some electronic devices to simulate incremental position encoders can be found on the market, for example we have the one manufactured by the Elettronica Scledense [Encoder System, "Encoder Simulator and Motion Simulator: Quadrature Reference for Lab, production and ﬁ eld" Codecx 2.0 User's Manual , http://www.encodersystem.com.]. This equipment is capable of transforming analog continuous signals that represent the travel speed of an actuator into incremental digital or square wave signals. Assuming that the data at the input is continuous and accurately represents the displacement performed by the actuator, the converter equipment can be used in real-time applications. There is also another company that manufactures an encoder simulator, it is Deva electronics [Deva electronics controls, “DEVA011 3 Axis PCI quadrature signal generator” Issue 2.0 user manual, http://www.deva.co.uk]. The output of this converter device, like the previous device, is also digital (i.e., square wave, and not sinusoidal). However, being prepared to connect to the standard bus of personal computers, such as ISA or PCI, the inputs to the converter are made by sending digital data packets. If the data packets to be transmitted to the converter are ready in real time, that is, the digital sequence of packets are sent at exactly the same time intervals, then the converter could also be used for real-time applications.

La descripción del principio de funcionamiento de este tipo de simuladores de codiﬁcador digital se encuentra publicada en algunas patentes internacionales, gracias a las aportaciones de Dalton [US 5926122 A, Dalton R., “Electronic circuit and method for simulating mechanical quadrature encoders” Julio, 1999] y Wolf [US 6812861 B1, Wolf R., “Method for automatically generating several electrical pulses using numeric default valúes, in particular simulating an incremental encoder”, Noviembre, 2004], La solicitud de patente de Dalton describe un método para convertir una señal analógica, que representa una información de posición o velocidad, en una señal tipo codiﬁcador incremental digital; es básicamente un conversor amplitud/frecuencia que requiere que la señal analógica de entrada sea continua, tenga un nivel de ruido muy bajo y se actualice en tiempo real. The description of the principle of operation of this type of digital encoder simulators is published in some international patents, thanks to contributions from Dalton [US 5926122 A, Dalton R., "Electronic circuit and method for simulating mechanical quadrature encoders" Julio, 1999] and Wolf [US 6812861 B1, Wolf R., "Method for automatically generating several electrical pulses using numeric default values, in particular simulating an incremental encoder", November, 2004], Dalton's patent application describes a method to convert an analog signal, which represents a position or speed information, in a digital incremental encoder type signal; It is basically an amplitude / frequency converter that requires that the analog input signal be continuous, have a very low noise level and be updated in real time.

En la patente de Wolf [US 6812861 B1, Wolf R., “Method for automatically generating several electrical pulses using numeric default valúes, in particular simulating an incremental encoder”, Noviembre, 2004] se describe un método para convertir secuencias de paquetes de datos digitales generadas a intervalos de tiempo ﬁjos de duración Ta, en señales de tipo codiﬁcador incremental digital. El método utiliza un microprocesador que construye el tren de señales digitales que simulan al codiﬁcador mediante iteraciones sucesivas a intervalos Tk, donde Tk es mucho menor que Ta. Tk deﬁne la resolución en la formación de la forma de onda digital del codiﬁcador. El principal inconveniente de esta metodología es que, al igual que en las implementaciones comerciales existentes, se asume que la recepción de paquetes se hace a intervalos regulares Ta, y que por tanto el periodo temporal de llegada de paquetes, Ta, es totalmente conocido y constante. En el caso de aplicaciones donde se necesite hacer un control de lazo cerrado en tiempo real de un proceso (tipo de aplicación “3” listada anteriormente), un sensor externo tiene que medir un parámetro de desplazamiento y transmitirlo al conversor/simulador, pudiéndose producir retardos aleatorios en la transmisión de esos paquetes (especialmente si se usa un medio inalámbrico, o un medio cableado en red). Además el reloj del conversor y del medidor pueden ser ambos diferentes, con lo cual no hay conocimiento exacto del tiempo o frecuencia de llegada de los paquetes al conversor. Por estos motivos, este tipo de conversores de paquetes de datos digitales no se pueden aplicar en problemas de realimentación en tiempo real donde un equipo de medida externo no envíe la información de forma totalmente determinista. In Wolf's patent [US 6812861 B1, Wolf R., "Method for automatically generating several electrical pulses using numeric default values, in particular simulating an incremental encoder", November, 2004] a method for converting data packet sequences is described digital generated at fixed time intervals of duration Ta, in digital incremental encoder type signals. The method uses a microprocessor that builds the train of digital signals that simulate the encoder through successive iterations at intervals Tk, where Tk is much smaller than Ta. Tk defines the resolution in the formation of the digital waveform of the encoder. The main drawback of this methodology is that, as in existing commercial implementations, it is assumed that the reception of packages is done at regular intervals Ta, and that therefore the time period of arrival of packages, Ta, is fully known and constant. In the case of applications where it is necessary to make a closed loop control in real time of a process (type of application “3” listed above), an external sensor has to measure a displacement parameter and transmit it to the converter / simulator, being able to produce random delays in the transmission of these packets (especially if using a wireless medium, or a network wired medium). In addition the clock of the converter and the meter can be both different, with which there is no exact knowledge of the time or frequency of arrival of the packages to the converter. For these reasons, this type of digital data packet converters cannot be applied in real-time feedback problems where an external measurement device does not send the information in a totally deterministic way.

En resumen, los dispositivos conversores diseñados hasta la fecha para simular señales de codiﬁcadores de posición, están preparados para operar con ﬁabilidad y en tiempo real, solamente cuando la frecuencia de transmisión de los paquetes de datos digitales es constante y conocida. En el caso de un envío de datos digitales al conversor mediante protocolos que no garantizan un tiempo ﬁjo de recepción de los paquetes enviados, como ocurre en los protocolos inalámbricos (WiFi, Bluetooth, etc.) y los cableados diseñados para operar en red (TCP/IP, etc), se imposibilita la utilización de estos simuladores de conversor incremental en aplicaciones que requieran autentico tiempo-real. Además los conversores existentes tienen salida digital (forma de onda cuadrada) lo cual implica una menor precisión que si trabajasen con una salida sinusoidal extrapolable. In summary, the converter devices designed to date to simulate position encoder signals are prepared to operate reliably and in real time, only when the transmission frequency of the digital data packets is constant and known. In the case of sending digital data to the converter through protocols that do not guarantee a fixed reception time of the sent packets, as in the wireless protocols (WiFi, Bluetooth, etc.) and wiring designed to operate in a network (TCP / IP, etc.), it is impossible to use these incremental converter simulators in applications that require real-time authentic. In addition, existing converters have digital output (square waveform) which implies less precision than if they worked with an extrapolable sinusoidal output.

Descripción de la invención Description of the invention

La presente invención propone un método para compensar los retrasos o adelantos aleatorios. Es también objeto de la presente invención, un dispositivo que implementa dicho método. Se trata de un conversor de paquetes de datos digitales en señales de tipo codiﬁcador de posición incremental sinusoidal que supera las limitaciones detectadas en el estado de la técnica de los simuladores de codiﬁcadores de posición incremental con entrada por paquetes digitales, en dos aspectos fundamentales: The present invention proposes a method to compensate for delays or random advances. It is also the object of the present invention, a device that implements said method. It is a digital data packet converter in signals of sinusoidal incremental position encoder type that overcomes the limitations detected in the state of the art of incremental position encoder simulators with digital packet input, in two fundamental aspects:

1) La conversión a salidas incrementales sinusoidales es correcta y sin discontinuidades, incluso aunque la frecuencia de recepción de los paquetes de datos no sea totalmente constante, haciendo para ello uso de un procedimiento de compensación de los retardos detectados; 1) The conversion to sinusoidal incremental outputs is correct and without discontinuities, even if the frequency of reception of the data packets is not completely constant, making use of a compensation procedure for the detected delays;

2) La conversión se realiza apropiadamente, aunque no existan líneas de sincronismo con el equipo externo de medida, utilizando para ello un procedimiento de auto-sincronización con la cadencia de los paquetes de entrada. 2) The conversion is done properly, even if there are no synchronization lines with the external measuring equipment, using a self-synchronization procedure with the cadence of the input packets.

El dispositivo conversor de la invención permite comunicar un equipo de medida independiente que genera paquetes de datos digitales emitidos a una frecuencia prácticamente constante, con otro equipo receptor que disponga de decodiﬁcadores incrementales sinusoidales. En concreto, el conversor objeto de la presente invención puede transformar datos de posicionamiento en tres dimensiones (3D), medidas con un equipo externo de laser-tracking, a un formato incremental sinusoidal para ser utilizadas por el control numérico computerizado (CNC) de una máquina herramienta de mecanizado. De esta forma, se puede cerrar un lazo de control usando un equipo de medida externo, el cual mejora la calidad de las medidas tradicionales en máquinas herramienta con reglas ópticas o encoders acoplados al eje de los motores. El equipo de medida externo se conecta, a través del dispositivo conversor de la invención, a las entradas estándar del controlador de la máquina herramienta, donde se decodiﬁcan las señales incrementales sinusoidales. De esta forma, aunque la salida del equipo de medida externo por laser-tracking sea un protocolo cableado en red (TCP/IP), los pequeños retardos en las trasmisiones de los paquetes de datos y las diferencias de relojes entre los equipos, se compensan mediante los procedimientos implementados en el dispositivo conversor de la invención. The converter device of the invention allows communicating an independent measuring device that generates digital data packets emitted at a practically constant frequency, with other receiving equipment that has sinusoidal incremental decoders. Specifically, the converter object of the present invention can transform positioning data in three dimensions (3D), measured with an external laser-tracking equipment, to an incremental sinusoidal format to be used by the computerized numerical control (CNC) of a machining machine tool. In this way, a control loop can be closed using an external measuring device, which improves the quality of traditional measurements on machine tools with optical rulers or encoders coupled to the motor shaft. The external measuring equipment is connected, through the converter device of the invention, to the standard inputs of the machine tool controller, where the sinusoidal incremental signals are decoded. In this way, although the output of the external measurement equipment by laser tracking is a wired network protocol (TCP / IP), the small delays in the transmission of data packets and the differences in clocks between the devices are compensated by the procedures implemented in the converter device of the invention.

Descripción de las ﬁguras Description of the ﬁ gures

A continuación se presentan una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan con una realización concreta de dicha invención con carácter no limitativo. Below are a series of drawings that help to better understand the invention and that relate to a specific embodiment of said invention on a non-limiting basis.

Figura 1.-Un diagrama de bloques con los elementos constituyentes de una posible realización de la presente invención. Figure 1.-A block diagram with the constituent elements of a possible embodiment of the present invention.

Se distinguen dos bloques principales: el bloque conversor (32) y el bloque de adaptación (33). El bloque principal There are two main blocks: the converter block (32) and the adaptation block (33). The main block

(32) convierte los datos recibidos de un equipo emisor externo en señales sinusoidales en cuadratura, y consta de un receptor de paquetes (1) que decodiﬁca el dato y envía un mensaje de llegada del paquete; un contador (2) que mide los tiempos de llegada de paquetes; c) un microcontrolador (3) que calcula los retardos adicionales a crear para garantizar la continuidad de la señal, y la frecuencia y fase de las sinusoides a generar; un temporizador (4) que deﬁne los instantes de actualización de la forma de onda generada; unos módulos (5 y 6) para generar la señal sinusoidal con la frecuencia y fase indicadas en cada momento, y un generador de tensión ﬁjo (7) para la señal de referencia del codiﬁcador. En el segundo bloque de adaptación (33) se acomodan los niveles eléctricos al estándar de codiﬁcador incremental sinusoidal, y consta de ampliﬁcadores con salida diferencial (8, 9 y 10). (32) converts the data received from an external sending device into quadrature sinusoidal signals, and consists of a packet receiver (1) that decodes the data and sends a packet arrival message; a counter (2) that measures packet arrival times; c) a microcontroller (3) that calculates the additional delays to be created to guarantee the continuity of the signal, and the frequency and phase of the sinusoids to be generated; a timer (4) defining the instants of updating the generated waveform; modules (5 and 6) for generating the sinusoidal signal with the frequency and phase indicated at each moment, and a fixed voltage generator (7) for the reference signal of the encoder. In the second adaptation block (33) the electrical levels are adjusted to the standard of sinusoidal incremental encoder, and consists of ampli ﬁ ers with differential output (8, 9 and 10).

Figura 2. Ejemplo de diagrama de ﬂujo del procedimiento seguido por un dispositivo conversor de acuerdo con la presente invención. Figure 2. Example of a flow chart of the procedure followed by a converter device according to the present invention.

Hay dos grandes lazos en el procedimiento: There are two big ties in the procedure:

I) Mediante los pasos que van del 11 al 21, se realiza la recepción de los paquetes de datos y la conversión a una señal sinusoidal incremental, y además se realiza la compensación ante retardos o adelantos aleatorios respecto a la tasa media de llegada de los paquetes (T). Los pasos 11, 12 y 13 sólo se realizan una vez, al inicio del procedimiento. En estos pasos se inicializa el índice (i) de los paquetes (paso 11), se espera a que llegue el primer paquete (paso 12), y a continuación se espera medio periodo (T/2) usando el temporizador 4 de la ﬁgura 1. A partir de la información de posición o velocidad en el paquete i-ésimo (Pqi) se determina la frecuencia de la onda sinusoidal a generar (paso 14) usando el microcontrolador 3 de la ﬁgura I) By means of the steps that go from 11 to 21, the reception of the data packets and the conversion to an incremental sinusoidal signal are made, and in addition the compensation is made before random delays or advances with respect to the average arrival rate of packages (T). Steps 11, 12 and 13 are only performed once, at the beginning of the procedure. In these steps the index (i) of the packets is initialized (step 11), the first packet is expected (step 12), and then a half period (T / 2) is expected using timer 4 of Figure 1 From the position or velocity information in the ith package (Pqi) the frequency of the sine wave to be generated is determined (step 14) using the microcontroller 3 of the ﬁ gure

1. La información de desplazamiento o velocidad que se desea convertir está contenida en formato digital por el paquete (Pqi). En el paso 14 se calcula la cantidad de pulsos sinusoidales (o en forma equivalente la frecuencia Fi) que representará la información del paquete Pqi. Cada pulso sinusoidal representa un desplazamiento igual a la resolución (r) del dispositivo conversor, por tanto la frecuencia Fi se calcula dividiendo el dato de desplazamiento por la resolución (r). En el paso 15 se genera la señal en formato codiﬁcador sinusoidal mediante los generadores sinusoidales 5 y 6 de la ﬁgura 1. Para ello el microcontrolador transmite el dato de frecuencia (Fi) calculado en el paso 14 y el comando de Inicio (ﬁgura 1) a los generadores sinusoidales para que generen la señal de salida. Dicha señal se genera durante un periodo ﬁjo de tiempo (T). A partir de este momento que deﬁne la primera base de tiempo (línea vertical discontinua a la izquierda en ﬁgura 3a) y se comienza a medir el tiempo (ti) que tarda el siguiente paquete de datos en llegar (pasos 16, 17, 18 y 19), donde k es un índice que se incrementa con el contador 2 de la ﬁgura 1 y se usa para medir el tiempo trascurrido (ti). El paso 20 realiza la compensación en los retardos o adelantos aleatorios en la recepción del paquete, mediante la espera del tiempo restante para completar el periodo de recepción ideal (T-ti). Esta espera se hace al igual que en el paso 13 mediante el temporizador 4 de la ﬁgura 1. Finalmente se comprueba si el tiempo medido (ti) está dentro de una ventana temporal (ti > T/nyti < (n-1))T/n) que depende de un valor arbitrario (n), el proceso continua iterativamente volviendo al paso 14 para generar la forma de onda correspondiente al último paquete recibido. 1. The displacement or speed information to be converted is contained in digital format by the package (Pqi). In step 14, the amount of sinusoidal pulses (or equivalently, the Fi frequency) that will represent the information of the Pqi packet is calculated. Each sinusoidal pulse represents a displacement equal to the resolution (r) of the converter device, therefore the Fi frequency is calculated by dividing the displacement data by the resolution (r). In step 15 the signal is generated in sinusoidal encoder format by means of sinusoidal generators 5 and 6 of Figure 1. For this, the microcontroller transmits the frequency data (Fi) calculated in step 14 and the Start command (Figure 1) to sinusoidal generators to generate the output signal. This signal is generated for a fixed period of time (T). From this moment on the first time base is defined (vertical dashed line on the left in Figure 3a) and the time (ti) it takes for the next data packet to arrive (steps 16, 17, 18 and 19), where k is an index that increases with the counter 2 in Figure 1 and is used to measure the elapsed time (ti). Step 20 compensates for random delays or advances in the reception of the package, by waiting for the remaining time to complete the ideal reception period (T-ti). This wait is made just as in step 13 using timer 4 of Figure 1. Finally, it is checked whether the measured time (ti) is within a time window (ti> T / nyti <(n-1)) T / n) that depends on an arbitrary value (n), the process continues iteratively returning to step 14 to generate the waveform corresponding to the last packet received.

II) Mediante el lazo adicional que comprenden los pasos del 22 al 30, se realiza la adaptación de la base de tiempos del conversor para adaptarse a la falta de sincronismo o derivas de frecuencia entre los relojes del equipo de medida externo y el conversor objeto de la invención. Si el tiempo de llegada (ti) no superó el test del paso 21, se ejecuta el paso 22 que determina si el paquete ha llegado demasiado pronto (ti > T/n) o tarde ti < (n-1))T/n. En el primer caso se debe recortar el tiempo de generación de señal para compensar el adelanto en la recepción de paquetes, para ello al tiempo de generación (T) se le resta una cierta cantidad (ΔT = T/m) y se incrementa por un factor (m+1)/m la frecuencia de salida (Fi) de forma a transmitir la misma cantidad de pulsos durante el nuevo periodo (T-ΔT). Todo esto se realiza en el paso 23 utilizando el microcontrolador 3 de la ﬁgura 1. En caso de retardo en la recepción de paquetes al tiempo de generación II) By means of the additional loop comprising steps 22 to 30, the converter's time base is adapted to adapt to the lack of synchronism or frequency drifts between the clocks of the external measuring equipment and the converter object of the invention. If the arrival time (you) did not pass the test of step 21, step 22 is executed that determines if the package has arrived too soon (you> T / n) or late you <(n-1)) T / n . In the first case, the signal generation time must be cut to compensate for the advance in the reception of packets, for this purpose the generation time (T) is subtracted a certain amount (ΔT = T / m) and increased by a factor (m + 1) / m the output frequency (Fi) in order to transmit the same number of pulses during the new period (T-ΔT). All this is done in step 23 using microcontroller 3 of Figure 1. In case of delay in the reception of packets at the time of generation

(T) se le suma una cierta cantidad (ΔT = T/m) y se disminuye por un factor (m-1)/m la frecuencia de salida (Fi) (paso 24) utilizando nuevamente el microcontrolador 3. (T) a certain amount is added (ΔT = T / m) and the output frequency (Fi) is decreased by a factor (m-1) / m (step 24) using microcontroller 3 again.

Posteriormente en el paso 25 se genera la señal en formato codiﬁcador sinusoidal mediante el mismo proceso del paso 15. Later in step 25 the signal is generated in sinusoidal encoder format by the same process as in step 15.

A continuación se vuelve a medir el tiempo de llegada (ti) del siguiente paquete (pasos 26, 27, 28 y 29). A diferencia del paso 20, ahora en el paso 30 se espera un tiempo igual a T-ti+ΔT. Una vez hecha esta corrección se vuelve al bucle inicial en el paso 14. Next, the arrival time (ti) of the next package (steps 26, 27, 28 and 29) is measured again. Unlike step 20, now in step 30 a time equal to T-ti + ΔT is expected. Once this correction is made, return to the initial loop in step 14.

Figura 3a y 3b.-Representación temporal del proceso de creación de la forma de onda sinusoidal a la salida del conversor. Se distinguen los instantes de actualización de la frecuencia (líneas discontinuas verticales). Figure 3a and 3b.-Temporary representation of the process of creating the sine waveform at the output of the converter. The moments of frequency update are distinguished (vertical dashed lines).

Figura 3a.-En el diagrama superior se asumen relojes idénticos para el dispositivo conversor y para el equipo externo generador de la secuencia de datos. Los instantes de recepción de paquetes (Pqi), la medición de tiempos de llegada (ti), y los intervalos de actualización iguales a T: 34, 35, 36, 37. Figure 3a.- In the diagram above, identical clocks are assumed for the converter device and for the external equipment generating the data stream. The instants of packet reception (Pqi), the measurement of arrival times (ti), and the update intervals equal to T: 34, 35, 36, 37.

Figura 3b.-En el diagrama inferior, se representa el caso habitual en el que los relojes no tienen exactamente la misma frecuencia, y por ello las derivas acumuladas se van corrigiendo cuando sea necesario en incrementos o decrementos de T/m segundos. Los intervalos, durante los que se genera la señal sinusoidal a la frecuencia Fi, son adaptables y diferentes a T. Figure 3b.-In the diagram below, the usual case is shown in which the clocks do not have exactly the same frequency, and therefore the accumulated drifts are corrected when necessary in increments or decrements of T / m seconds. The intervals, during which the sinusoidal signal is generated at the Fi frequency, are adaptable and different from T.

Realización preferente de la invención Preferred Embodiment of the Invention

El dispositivo conversor de paquetes de datos en señales de tipo codiﬁcador incremental sinusoidal, en adelante dispositivo conversor de la invención, consta de los siguientes elementos físicos (Figura 1): The data packet converter device in signals of sinusoidal incremental encoder type, hereinafter referred to as the converter device of the invention, consists of the following physical elements (Figure 1):

i.-un bloque principal (32, Fig. 1) que convierte los datos recibidos de un equipo emisor externo en señales sinusoidales en cuadratura, que consta de: i.-a main block (32, Fig. 1) that converts the data received from an external transmitter into quadrature sinusoidal signals, consisting of:

a) un receptor de paquetes (1, Fig 1) que lee el dato presente en el paquete Pqi, y envía un mensaje de llegada del paquete (“Llegada”), a) a packet receiver (1, Fig 1) that reads the data present in the Pqi package, and sends a message of arrival of the package ("Arrival"),

b) un contador (2, Fig. 1) que mide los tiempos de llegada de paquetes (ti), b) a counter (2, Fig. 1) that measures the arrival times of packages (ti),

c) un microcontrolador (3, Fig. 1) que calcula los retardos adicionales a crear (T/2, T-ti, o T-ti+ΔT), para garantizar la continuidad de la señal, así como, la frecuencia (Fi) que depende del valor del dato trasmitido en el paquete, y la fase de las sinusoides a generar (“Fase”) que es 0º o 90º, c) a microcontroller (3, Fig. 1) that calculates the additional delays to be created (T / 2, T-ti, or T-ti + ΔT), to guarantee the continuity of the signal, as well as the frequency (Fi ) which depends on the value of the data transmitted in the packet, and the phase of the sinusoids to be generated (“Phase”) that is 0º or 90º,

d) un temporizador (4, Fig. 1) que deﬁne los instantes de actualización de la forma de onda generada, d) a timer (4, Fig. 1) that defines the moments of update of the generated waveform,

e) unos módulos (5 y 6, Fig. 1) para generar la señal sinusoidal con la frecuencia y fase indicadas en cada momento por el microcontrolador, y e) modules (5 and 6, Fig. 1) to generate the sinusoidal signal with the frequency and phase indicated at each moment by the microcontroller, and

f) un generador de tensión ﬁjo (7, Fig. 1) para la señal de referencia del codiﬁcador, f) a fixed voltage generator (7, Fig. 1) for the reference signal of the encoder,

ii.-un segundo bloque (33 ﬁg. 1) que acomoda los niveles eléctricos al estándar de codiﬁcador incremental sinusoidal, que consta de ampliﬁcadores con salida diferencial (8, 9 y 10, Fig. 1). ii.-a second block (33 ﬁ g. 1) that accommodates the electrical levels to the standard of sinusoidal incremental encoder, which consists of amplifiers with differential output (8, 9 and 10, Fig. 1).

Con la plataforma física descrita anteriormente, el dispositivo conversor de la invención, realiza un procedimiento de cálculo (Figura 2), que proporciona las capacidades realmente novedosas del conversor: With the physical platform described above, the converter device of the invention performs a calculation procedure (Figure 2), which provides the really innovative capabilities of the converter:

iii.-adaptarse a la tasa cambiante en la recepción de paquetes mediante la medida de los retardos en los tiempos de llegada (ti, en ﬁgura 2), y su posterior tratamiento siguiendo los pasos del 11 al 21 de la ﬁgura 2; y iii.-adapt to the changing rate in the reception of packages by measuring the delays in arrival times (ti, in figure 2), and its subsequent treatment following the steps from 11 to 21 of Figure 2; Y

iv.-auto-sincronizarse con la cadencia de datos de envío del dispositivo emisor, mediante el procedimiento adicional descrito en los pasos que van del 22 al 30 de la ﬁgura 2, a través del cual la tasa de actualización de datos del conversor objeto de la invención se adapta a la cadencia del dispositivo de medida externo. iv.-auto-synchronize with the sending data rate of the sending device, by means of the additional procedure described in the steps from 22 to 30 of Figure 2, through which the data update rate of the converter object of The invention adapts to the cadence of the external measuring device.

Cuando desde un equipo externo de medida se hace un envío periódico de paquetes de datos (siendo T el periodo de envío de paquetes en segundos) hacia un equipo conversor de codiﬁcador de posición, y se utilizan protocolos no deterministas en la transmisión de los paquetes, como los inalámbricos (WiFi, Bluetooth, etc.) o los cableados diseñados para operar en red (TCP/IP, etc), se provoca que los tiempos de llegada no sean conocidos con exactitud. Si los paquetes no llegan a una tasa constante y conocida los conversores convencionales no pueden operar correctamente. Para solventar este problema el dispositivo conversor de la invención compensa los retardos o adelantos aleatorios en torno al periodo de envío T. El valor de estos retardos o adelantos deben ser una pequeña fracción de T para que el dispositivo de la invención pueda realizar la compensación correctamente. When periodic packet data is sent from an external measuring device (T being the period of packet delivery in seconds) to a position coder converter, and non-deterministic protocols are used in the transmission of the packets, such as wireless (WiFi, Bluetooth, etc.) or wiring designed to operate in a network (TCP / IP, etc.), arrival times are not known exactly. If the packages do not reach a constant and known rate, conventional converters cannot operate correctly. To solve this problem, the converter device of the invention compensates for random delays or advances around the sending period T. The value of these delays or advances must be a small fraction of T in order for the device of the invention to correctly compensate. .

Más concretamente, la compensación de la incertidumbre en la recepción de los paquetes de datos se realiza mediante la medida, con un contador (2 ﬁg. 1), del tiempo de llegada (ti) del paquete de datos Pqi (ﬁg 3a). Donde denominados Pqi a los paquetes de datos recibidos a la entrada del dispositivo, siendo i el índice del paquete Pq. El tiempo de llegada (ti) del paquete Pqi se mide respecto a la base de tiempos del dispositivo conversor (líneas verticales discontinuas en ﬁg. 3a). Idealmente, si no hay retardos, ti valdrá exactamente T/2. Este tiempo (ti) es usado para activar un temporizador (4 ﬁg. 1) durante un intervalo de tiempo T-ti (ﬁg 3a) que marcará el ﬁnal de la generación sinusoidal a frecuencia F(i-1) para el paquete Pq(i-1) y el comienzo de una nueva generación sinusoidal a frecuencia Fi para el paquete Pqi. Las frecuencias de estas señales sinusoidales (Fi y F(i-1)) solo dependen de los valores en los paquetes Pqi y Pq(i-1), respectivamente. El valor del paquete, normalmente indica un desplazamiento espacial, y se transforma en una señal sinusoidal con frecuencia Fi proporcional al desplazamiento a trasmitir (Fi=0 si no hay desplazamiento, Fi=1/T si hay un desplazamiento igual a la resolución (r) del sensor externo, Fi=2/T si el desplazamiento es de 2r, etc.). Esta forma de onda se va actualizando sucesivamente sin discontinuidades a intervalos T regulares y constantes (siendo T el periodo medio de envío de paquetes de datos), todo ello con independencia de la variación en el tiempo de llegada de los paquetes Pqi, ya que ti+(T-ti) es igual a T, con lo cual se obtiene una frecuencia de refresco constante igual a 1/T Hz. More specifically, the compensation of the uncertainty in the reception of the data packets is performed by measuring, with a counter (2 ﬁ g. 1), the arrival time (ti) of the data packet Pqi (ﬁ g 3a). Where the data packets received at the input of the device are called Pqi, i being the index of the Pq packet. The arrival time (ti) of the Pqi package is measured with respect to the time base of the converter device (vertical dashed lines in Fig. 3a). Ideally, if there are no delays, you will be worth exactly T / 2. This time (ti) is used to activate a timer (4 ﬁ g. 1) during a time interval T-ti (ﬁ g 3a) that will mark the end of the sinusoidal generation at frequency F (i-1) for the packet Pq ( i-1) and the beginning of a new sine generation at Fi frequency for the Pqi package. The frequencies of these sinusoidal signals (Fi and F (i-1)) only depend on the values in the Pqi and Pq (i-1) packets, respectively. The value of the packet usually indicates a spatial displacement, and is transformed into a sinusoidal signal with frequency Fi proportional to the displacement to be transmitted (Fi = 0 if there is no displacement, Fi = 1 / T if there is a displacement equal to the resolution (r ) of the external sensor, Fi = 2 / T if the displacement is 2r, etc.). This waveform is updated successively without discontinuities at regular and constant T intervals (T being the average period for sending data packets), all regardless of the variation in the arrival time of the Pqi packets, since you + (T-ti) is equal to T, whereby a constant refresh rate equal to 1 / T Hz is obtained.

Este procedimiento de compensación de los retardos detectados en la llegada de paquetes está detallado gráﬁcamente en el método sistemático descrito en los bloques que van del 11 al 21 en la ﬁgura 2, y el resultado de dicha operación se muestra en la ﬁgura 3a. El procedimiento de compensación (11 al 21 en la ﬁgura 2) queda descrito con detalle en la sección de descripción de ﬁguras. La fracción de T que indica la desviación máxima del tiempo de llegada del paquete que el dispositivo conversor de la invención soporta y compensa, depende del valor “n” elegido (21 ﬁg. 2) en el procedimiento de compensación, y es de +/-T*(n-2)/(2n), siendo “n” un valor positivo mayor que 2 (n>2). Dicho de otro modo, siempre que el retraso o adelanto experimentado por el paquete recibido esté por debajo de la mitad del periodo T con el que se emitió, el procedimiento de compensación puede ser aplicado. En la práctica la elección de n depende de la carga de trabajo del procesador (3 ﬁg 1) al ejecutar las funciones 14 y 15 de ﬁg. 2. un valor mayor de 2, pero menor de 4 suele ser típico, lo cual limita el retraso o adelanto aceptado por el conversor a menos de T/2 (p.ej T/4 para n igual a 4). This procedure for compensating the delays detected in the arrival of packets is graphically detailed in the systematic method described in the blocks ranging from 11 to 21 in Figure 2, and the result of said operation is shown in Figure 3a. The compensation procedure (11 to 21 in Figure 2) is described in detail in the description of figures section. The fraction of T that indicates the maximum deviation of the arrival time of the package that the converter device of the invention supports and compensates, depends on the value "n" chosen (21 ﬁ g. 2) in the compensation procedure, and is + / -T * (n-2) / (2n), "n" being a positive value greater than 2 (n> 2). In other words, as long as the delay or advance experienced by the received package is below half of the period T with which it was issued, the compensation procedure can be applied. In practice the choice of n depends on the workload of the processor (3 ﬁ g 1) when executing functions 14 and 15 of ﬁ g. 2. a value greater than 2, but less than 4 is usually typical, which limits the delay or advance accepted by the converter to less than T / 2 (eg T / 4 for n equal to 4).

Por otro lado, en el caso de derivas en la frecuencia de reloj entre un dispositivo conversor convencional y un equipo exterior de medida, se ocasionaría una falta de sincronía entre ambos equipos que terminarían causando que, en un intervalo de tiempo T puedan llegar, o ninguno, o bien, dos paquetes de datos. Como consecuencia, o no se actualizarían las señales sinusoidales por falta de datos, o bien, uno de los paquetes de datos se perdería, provocándose en ambos casos la consiguiente pérdida en la continuidad de la señal sinusoidal generada. Frente a este problema, el dispositivo conversor de la invención es capaz de auto-sincronizarse analizando la tasa de recepción de paquetes proveniente del equipo emisor externo, sin necesidad de utilizar señales adicionales de sincronismo o de reloj con el equipo emisor de datos, de tal forma que en el instante en que se termina de generar una salida correspondiente a un dato recibido, el siguiente dato ya se haya recibido y el dispositivo esté preparado para seguir con la generación de la señal de salida. Es decir, el dispositivo de la invención se encarga de compensar o adaptar internamente las variaciones de la frecuencia de recepción de los paquetes de datos provenientes de dicho equipo externo de entrada, para generar siempre una señal de salida continua en tiempo real. On the other hand, in the case of drifts in the clock frequency between a conventional converter device and an external measuring device, a lack of synchrony would occur between both teams that would end up causing, in a time interval T to arrive, or none, or two data packets. As a consequence, or the sinusoidal signals would not be updated due to lack of data, or one of the data packets would be lost, causing in both cases the consequent loss in the continuity of the generated sinusoidal signal. Faced with this problem, the converter device of the invention is capable of self-synchronization by analyzing the rate of reception of packets from the external sending equipment, without the need to use additional synchronization or clock signals with the data sending equipment, of such so that at the moment when an output corresponding to a received data is finished, the following data has already been received and the device is ready to continue generating the output signal. That is, the device of the invention is responsible for compensating or adapting internally the variations in the reception frequency of the data packets coming from said external input equipment, to always generate a continuous output signal in real time.

Más concretamente, el dispositivo conversor de la invención compensa las derivas o variaciones de frecuencia, detectando el adelanto o atraso entre el reloj del generador (equipo de medida externo) y del conversor, mediante la medida con un contador (2, Fig. 1) del tiempo de llegada (ti) (ﬁg. 3b), el cual representa cuanto tardó el paquete Pqi en llegar respecto a la base de tiempos del dispositivo conversor (líneas verticales discontinuas en ﬁg. 3a). Si este tiempo ti es inferior o superior a un determinado umbral (21 y 22 en ﬁg. 2), entonces la base de tiempos del dispositivo conversor crece o decrece una fracción de T (T/m) para adaptarse al ritmo de envío del generador externo y no perder la sincronía. Este modo de operación está detallado en el procedimiento sistemático descrito en los bloques que van del 11 al 30 en la Figura 2, y el resultado de dicha temporización se muestra en la Figura 3b. La fracción T/m con la que se adapta la base de tiempos del dispositivo conversor, depende del valor elegido para “n”, y es cualquier m que cumpla: m>=2n/(n-2). En la práctica, para un valor de n entre 2.5 y 4, es una buena elección tomar m igual a 2n/(n-2), lo cual da valores de m entre 10 y 16, respectivamente. More specifically, the converter device of the invention compensates for drifts or frequency variations, detecting the advance or delay between the clock of the generator (external measuring equipment) and the converter, by measuring with a counter (2, Fig. 1) of the arrival time (ti) (ﬁ g. 3b), which represents how long it took for the Pqi packet to arrive with respect to the time base of the converter device (dashed vertical lines in Fig. 3a). If this time ti is less than or greater than a certain threshold (21 and 22 in ﬁ g. 2), then the time base of the converter device grows or a fraction of T (T / m) decreases to adapt to the generator's sending rate external and not lose synchrony. This mode of operation is detailed in the systematic procedure described in the blocks ranging from 11 to 30 in Figure 2, and the result of said timing is shown in Figure 3b. The fraction T / m with which the time base of the converter device is adapted, depends on the value chosen for “n”, and is any m that meets: m> = 2n / (n-2). In practice, for a value of n between 2.5 and 4, it is a good choice to take m equal to 2n / (n-2), which gives values of m between 10 and 16, respectively.

Cabe destacar que el tipo de datos a convertir puede ser diferente a los de posicionamiento o desplazamiento, con lo cual el conversor se puede utilizar en otras aplicaciones de comunicación diferentes a las de monitorización y control de posición. Por ejemplo, se podría trasmitir por medio del conversor información de temperatura, presión, aceleración, velocidad, etc, es decir, cualquier magnitud física medible. It should be noted that the type of data to be converted may be different from those of positioning or displacement, with which the converter can be used in other communication applications than those of monitoring and position control. For example, information on temperature, pressure, acceleration, speed, etc. could be transmitted via the converter, that is, any measurable physical quantity.

Ejemplo Example

Los siguientes párrafos aclaran las funcionalidades de la invención, a través de una aplicación real sin carácter limitativo. Una realización particular del conversor propuesto por la presente invención fue adaptada exitosamente para transformar señales de posicionamiento, medidas con un equipo externo de laser-tracking, a un formato incremental sinusoidal. Las señales generadas se utilizan por parte de un control numérico computerizado (CNC) de una máquina herramienta de mecanizado, de modo que se mejoran las lecturas provenientes de los codiﬁcadores reales acoplados directamente a los motores, que no siempre son representativas del movimiento de la herramienta. Este problema ocasiona mecanizados imperfectos. The following paragraphs clarify the functionalities of the invention, through a real application without limitation. A particular embodiment of the converter proposed by the present invention was successfully adapted to transform positioning signals, measured with an external laser-tracking equipment, to an incremental sinusoidal format. The generated signals are used by a computerized numerical control (CNC) of a machining machine tool, so that the readings from the real encoders directly coupled to the motors, which are not always representative of the movement of the tool, are improved . This problem causes imperfect machining.

La máquina herramienta de mecanizado utilizada (Equipo Fatronik-Tecnalia, San Sebastián, Guipuzcoa) cuenta con un controlador numérico (CNC) Siemens Sinumerik 611. Un equipo de medida externo basado en tecnología láser (“LaserTrack” de AIDO, Paterna, Valencia) estima la posición de un retrorreﬂector colocado en el cabezal de la máquina herramienta. La información de posición la envía el equipo láser mediante una conexión TCP/IP. El control numérico de la máquina herramienta solo puede leer información de posicionamiento en tiempo real mediante sus puertos X411 y X422 a través de los cuales se decodiﬁcan las señales de encoder incremental, y que normalmente se conectan a encoders reales o a reglas ópticas. Para conectar la salida TCP/IP del sistema de medida externo con el regulador de la máquina herramienta, se utiliza el conversor de la invención que transforma los paquetes de datos enviados por TCP/IP a tres salidas incrementales sinusoidales. Cada una de las 3 salidas proporciona la información de desplazamiento de cada uno de los 3 ejes, X, Y y Z, necesarios para caracterizar el desplazamiento tridimensional del cabezal de la máquina herramienta. Los datos generados por el sistema de medida láser se transmiten a una frecuencia aproximada de 1000 Hz (1 paquete cada aproximadamente 1 milisegundo). El dispositivo conversor en tiempo real, procesa los datos recibidos tal y como se describió en la ﬁgura 2, y permite cerrar el lazo de posición en la máquina herramienta. The machining machine tool used (Fatronik-Tecnalia Equipment, San Sebastián, Guipuzcoa) has a Siemens Sinumerik 611 numerical controller (CNC). An external measuring device based on laser technology (“LaserTrack” from AIDO, Paterna, Valencia) estimates the position of a retroreflector placed in the head of the machine tool. The position information is sent by the laser device via a TCP / IP connection. The numerical control of the machine tool can only read real-time positioning information through its X411 and X422 ports through which the incremental encoder signals are decoded, and normally connected to real encoders or optical rules. To connect the TCP / IP output of the external measurement system with the machine tool controller, the converter of the invention is used that transforms the data packets sent by TCP / IP to three sinusoidal incremental outputs. Each of the 3 outputs provides the displacement information of each of the 3 axes, X, Y and Z, necessary to characterize the three-dimensional displacement of the machine tool head. The data generated by the laser measurement system is transmitted at an approximate frequency of 1000 Hz (1 packet every approximately 1 millisecond). The real-time converter device processes the received data as described in Figure 2, and allows closing the position loop in the machine tool.

Los test realizados fueron exitosos, permitiendo operar con el sistema de medida externo láser cerrando el lazo de control con precisión y en tiempo real. De esta forma se evitó el uso de tres reglas ópticas, que hubiese sido el método tradicional para controlar la posición en la máquina herramienta, que tiene más errores. La manera tradicional no estima de forma directa la posición real del cabezal de la máquina herramienta, al contrario como hace el sistema lasertrack. The tests performed were successful, allowing to operate with the external laser measurement system by closing the control loop accurately and in real time. In this way the use of three optical rules was avoided, which would have been the traditional method to control the position in the machine tool, which has more errors. The traditional way does not directly estimate the actual position of the machine tool head, unlike the lasertrack system.

La implementación del dispositivo conversor se hizo utilizando una plataforma comercial (RCM4200 de Rabbit semiconductors) con un microcontrolador y varios periféricos incluidos que permiten plasmar el concepto del bloque principal del conversor de la invención (bloque 32 en ﬁg 1). El procesador que contiene la plataforma es un microprocesador Rabbit® 4000 con una frecuencia de reloj de 58.98 MHz (3 ﬁg. 1). La plataforma RCM4200 tiene 8 Megabytes de memoria serie Flash para almacenar el procedimiento de cálculo de la invención, y 512 kBytes de memoria para las variables intermedias necesarias. La plataforma RCM4200 contiene un módulo Ethernet 10/100 Mbps que se utiliza como receptor de los paquetes enviados por el sistema de medición (1 ﬁg 1). The implementation of the converter device was done using a commercial platform (RCM4200 of Rabbit semiconductors) with a microcontroller and several peripherals included that allow to capture the concept of the main block of the converter of the invention (block 32 in Fig. 1). The processor that contains the platform is a Rabbit® 4000 microprocessor with a clock frequency of 58.98 MHz (3 ﬁ g. 1). The RCM4200 platform has 8 Megabytes of Flash serial memory to store the calculation procedure of the invention, and 512 kBytes of memory for the necessary intermediate variables. The RCM4200 platform contains a 10/100 Mbps Ethernet module that is used as a receiver of the packets sent by the measurement system (1 ﬁ g 1).

El RCM4200 incluye varios timers para implementar el procedimiento del conversor de la invención; en concreto, tiene 12 timers (10 de 8 bits, uno de 10 bits y otro de 16 bits). En la invención, un timer de 16 bits se usa como temporizador (4 ﬁg. 1) y un timer de 10 bits para crear el contador (2 ﬁg 1). El contador y el temporizador comparten la misma señal de reloj, que se ha conﬁgurado para que sea un múltiplo del reloj principal del controlador. En nuestro caso se ha conﬁgurado el temporizador y el contador para que trabajen a una frecuencia de 58.98 MHz/59 = 999 kHz, lo que representa una resolución temporal de 1,001 μs. Esta resolución es suﬁciente para realizar las correcciones necesarias en los tiempos de llegada de los paquetes al conversor. The RCM4200 includes several timers to implement the converter method of the invention; specifically, it has 12 timers (10 of 8 bits, one of 10 bits and another of 16 bits). In the invention, a 16-bit timer is used as a timer (4 ﬁ g. 1) and a 10-bit timer to create the counter (2 ﬁ g 1). The counter and timer share the same clock signal, which has been set to be a multiple of the controller's main clock. In our case, the timer and the counter have been set to work at a frequency of 58.98 MHz / 59 = 999 kHz, which represents a temporal resolution of 1,001 μs. This resolution is sufficient to make the necessary corrections in the arrival times of the packages to the converter.

El RCM4200 incluye suﬁcientes funcionalidades conﬁgurables para realizar las múltiples tareas requeridas por el dispositivo y el procedimiento del conversor de la invención. La función “captura de entrada” permite conﬁgurar los timers del RCM4200 para medir el tiempo transcurrido entre dos eventos, como por ejemplo la activación de dos entradas externas. Esta conﬁguración la utilizamos para implementar el contador (2 ﬁg 1) que mide la diferencia de tiempo (ti) entre el inicio de la generación de la señal sinusoidal y la llegada de un nuevo paquete. El primer evento lo genera el temporizador (4 ﬁg 1) y el segundo evento lo genera el módulo Ethernet (1 ﬁg 1) al recibir un nuevo paquete. The RCM4200 includes sufficient configurable functionalities to perform the multiple tasks required by the device and the converter procedure of the invention. The “input capture” function allows you to configure the timers of the RCM4200 to measure the time between two events, such as the activation of two external inputs. This configuration is used to implement the counter (2 ﬁ g 1) that measures the time difference (ti) between the start of the sinusoidal signal generation and the arrival of a new packet. The first event is generated by the timer (4 ﬁ g 1) and the second event is generated by the Ethernet module (1 ﬁ g 1) upon receipt of a new packet.

Como temporizador del dispositivo conversor (4 ﬁg 1) se utiliza el timer de 16 bits del RCM4200 conﬁgurándolo para generar un pulso externo, denominado señal de “inicio” (ﬁg. 1), cuando se cumpla un cierto tiempo previamente calculado por el microprocesador. Este tiempo que se carga al temporizador es siempre (T-ti)o(T-ti+ΔT) dependiendo del lazo activo en el procedimiento descrito en la ﬁgura 2. El pulso generado por el temporizador marca el ﬁnal de la generación de la señal sinusoidal actual y determina el inicio de la siguiente (líneas verticales discontinuas en ﬁgura 3). As a timer of the converter device (4 ﬁ g 1), the 16-bit timer of the RCM4200 is used, configuring it to generate an external pulse, called the “start” signal (ﬁ g. 1), when a certain time previously calculated by the microprocessor is fulfilled. This time that is charged to the timer is always (T-ti) or (T-ti + ΔT) depending on the active loop in the procedure described in Figure 2. The pulse generated by the timer marks the end of the signal generation current sinusoidal and determines the beginning of the next one (vertical dashed lines in Figure 3).

El tiempo medido (ti) que idealmente debería valer 0.5 milisegundos (T/2), sirve y se utiliza para compensar estos pequeños retrasos y adelantos en la recepción de los paquetes. A modo de ejemplo, cuando el tiempo medido (ti) es de 517 μs (cifra bastante común en nuestra aplicación), el microcontrolador conﬁgura el temporizador (4 ﬁg 1) con un valor de T-ti = 483 μs, para asegurar que la señal dure exactamente los 1000 μs correspondiente al periodo de envío The measured time (ti) that should ideally be worth 0.5 milliseconds (T / 2), serves and is used to compensate for these small delays and advances in the reception of the packages. As an example, when the measured time (ti) is 517 μs (a fairly common figure in our application), the microcontroller sets the timer (4 ﬁ g 1) with a value of T-ti = 483 μs, to ensure that the signal lasts exactly 1000 μs corresponding to the sending period

(T) del equipo de medida externo. El procedimiento implementado hace que si el tiempo (ti) es inferior o superior a un determinado umbral (T/n < ti < (n-1)T/n), entonces la base de tiempos del dispositivo conversor crece o decrece una fracción de T (T/m) para adaptarse al ritmo de envío del generador externo y no perder la sincronía. En nuestro caso hemos operado con un valor de n de 2,5 (n=2,5) con lo cual hemos trabajado con un umbral inferior de 400 μs y un umbral superior de 600 μs. La fracción de T utilizada para la corrección de la base de tiempos la hemos elegido para que T/m sea igual a 100 μs. Es decir, m tiene un valor de 10 (m=10). (T) of the external measuring equipment. The procedure implemented means that if the time (ti) is less than or greater than a certain threshold (T / n <ti <(n-1) T / n), then the time base of the converter device grows or a fraction of T (T / m) to adapt to the sending rate of the external generator and not lose synchrony. In our case we have operated with a value of n of 2.5 (n = 2.5) with which we have worked with a lower threshold of 400 μs and an upper threshold of 600 μs. We have chosen the fraction of T used to correct the time base so that T / m is equal to 100 μs. That is, m has a value of 10 (m = 10).

Si el tiempo medido (ti) aumentar progresivamente al ir leyendo los nuevos paquetes de datos (p.ej. 510 μs, 525, 540, 570, etc..), lo cual ocurre cuando el reloj del emisor se atrasa con respecto al reloj del dispositivo conversor, y se llega a superar el umbral superior (ti>=(n-1)T/n), es decir alcanza un valor por encima de los 600 μs, entonces el dispositivo aumentará el periodo de generación en 100 μs (caso b en ﬁg. 3). Este procedimiento nos permite adaptar el reloj de dispositivo conversor a la velocidad del reloj del sistema emisor, asegurando así la llegada de los paquetes antes de empezar a generar las señales sinusoidales y por tanto asegurando la continuidad de la señal. El mismo procedimiento se aplica si (ti) va disminuyendo continuamente hasta ser inferior a 400 μs, en ese caso el dispositivo disminuirá el periodo de muestreo en 100 μs (opuesto al caso b en ﬁg. 3). If the measured time (ti) increases progressively when reading the new data packets (eg 510 μs, 525, 540, 570, etc.), which occurs when the transmitter's clock is delayed with respect to the clock of the converter device, and the upper threshold is reached (ti> = (n-1) T / n), that is to say it reaches a value above 600 μs, then the device will increase the generation period by 100 μs ( case b in ﬁ g. 3). This procedure allows us to adapt the converter device clock to the clock speed of the sending system, thus ensuring the arrival of the packets before starting to generate the sinusoidal signals and therefore ensuring the continuity of the signal. The same procedure applies if (ti) is continuously decreasing to less than 400 μs, in that case the device will decrease the sampling period by 100 μs (opposite to case b in Fig. 3).

La generación de las señales sinusoidales (5y6ﬁg1)se hace utilizando dispositivos generadores de ondas sinusoidales (AD9832 de Analog Devices) que cuentan con las siguientes características: The generation of sinusoidal signals (5 and 6 ﬁ g1) is done using sine wave generating devices (AD9832 from Analog Devices) that have the following characteristics:

--: Conﬁguración de la fase inicial de la señal (para generar las señales en cuadratura, es decir, desfasadas 90 grados). Setting the initial phase of the signal (to generate quadrature signals, that is, 90 degrees out of phase).

--: Interrupción de la generación de la señal manteniendo el último valor de tensión generado por el dispositivo (para simular el codiﬁcador en estado estático). Interruption of the signal generation maintaining the last voltage value generated by the device (to simulate the encoder in static state).

--: Programación de la frecuencia de la siguiente señal a ser generada sin necesidad de interrumpir la generación de la señal actual (esto permite cambiar la frecuencia de la señal sin necesidad de realizar nunca una pausa en la generación). Programming the frequency of the next signal to be generated without interrupting the generation of the current signal (this allows changing the frequency of the signal without ever pausing the generation).

En nuestra realización usamos tres circuitos integrados AD9832 de Analog Devices, para generar las tres señales XYZ de posicionamiento (5 y 6 ﬁg 1). Este circuito integrado utiliza el canal de comunicación serie síncrono, lo cual nos permitió conectar varios AD9832 al microcontrolador RCM4200 utilizando un único puerto serie. In our embodiment, we use three AD9832 integrated circuits from Analog Devices, to generate the three XYZ positioning signals (5 and 6 ﬁ g 1). This integrated circuit uses the synchronous serial communication channel, which allowed us to connect several AD9832 to the RCM4200 microcontroller using a single serial port.

La etapa ﬁnal de acondicionamiento de señal (33 en ﬁg. 1), para generar las señales diferenciales se implemento con ampliﬁcadores operacionales de salida diferencial, en concreto con el ampliﬁcador THS4141 de Texas Instruments (8,9y10enﬁg. 1). El ampliﬁcador se conﬁguró para que la salida cumpliese con el requerimiento de una amplitud de 1V pico a pico, que marca el estándar de los codiﬁcadores incrementales. The final stage of signal conditioning (33 in ﬁ g. 1), to generate the differential signals was implemented with operational amplifiers of differential output, specifically with the THS4141 amplifier of Texas Instruments (8.9 and 10 in ﬁ g. 1). The ampli ﬁ er was set so that the output met the requirement of an amplitude of 1V peak to peak, which sets the standard for incremental encoders.

Las salidas diferenciales del conversor se conectaron a un cable con conector DB-15 con la siguiente tabla de conexionado, para que fuese compatible con el formato del conector (X421/422) del control Sinumerik 611 de la máquina herramienta: The differential outputs of the converter were connected to a cable with DB-15 connector with the following connection table, to be compatible with the format of the connector (X421 / 422) of the Sinumerik 611 control of the machine tool:

Los otros pines (1, 5, 8, 9, 11, 13, 14, 15) se dejaron desconectados. The other pins (1, 5, 8, 9, 11, 13, 14, 15) were left disconnected.

Claims

1. Method of auto-synchronization and compensation of temporary deviations in the reception of periodically issued data with a given emission period (T), characterized in that it comprises:

--: calcular la frecuencia de la sinusoide (Fi) correspondiente a la información contenida en un paquete de datos (Pqi) recibido por un conversor en un instante de tiempo (ti) en la base de tiempos del conversor; calculate the frequency of the sinusoid (Fi) corresponding to the information contained in a data packet (Pqi) received by a converter in an instant of time (ti) in the time base of the converter;

--: esperar un tiempo de espera (tei) hasta que termine de generarse la sinusoide de frecuencia (F(i-1)) correspondiente al paquete de datos anterior (Pq(i-1)); wait for a waiting time (tei) until the frequency sinusoid (F (i-1)) corresponding to the previous data packet (Pq (i-1)) is finished;

--: generar una señal sinusoidal con la frecuencia (Fi) de conversión, durante un intervalo temporal (di), de manera que entre señales sucesivas se mantenga la continuidad. generate a sinusoidal signal with the frequency (Fi) of conversion, during a time interval (di), so that between successive signals continuity is maintained.

2. 2.: Método según la reivindicación 1, caracterizado por que el primer paquete de datos que se recibe toma como tiempo de espera (tei) la mitad del periodo de emisión (T). Method according to claim 1, characterized in that the first data packet received takes half the period of transmission (T) as the waiting time (tei).

3. 3.: Método según la reivindicación 1, caracterizado por que el tiempo de recepción de cada paquete ti se compara para comprobar que se encuentra dentro de una ventana temporal ﬁjada por un valor T/n<ti<T-T/n, con n>2. Method according to claim 1, characterized in that the reception time of each packet ti is compared to verify that it is within a time window set by a value T / n <ti <T-T / n, with n> 2.

4. Four.: Método según la reivindicación 3, caracterizado por que cuando el tiempo de recepción de cada paquete ti se encuentra dentro de una ventana temporal ﬁjada por un valor T/n<ti<T-T/n, con n>2, entonces el tiempo de espera (tei) tiene el valor de T-ti (tei=T-ti), y el intervalo temporal de generación sinusoidal (di) tiene el valor de T (di=T). Method according to claim 3, characterized in that when the reception time of each packet ti is within a time window set by a value T / n <ti <TT / n, with n> 2, then the waiting time ( tei) has the value of T-ti (tei = T-ti), and the time interval of sinusoidal generation (di) has the value of T (di = T).

5. 5.: Método según la reivindicación 3, caracterizado por que se disminuye el tiempo de espera (tei) en una cantidad ΔT (tei=T-ti-ΔT), y el de generación sinusoidal en la misma cantidad (di=T-ΔT), para compensar la desviación sufrida cuando el tiempo de recepción de un paquete (ti) es anterior al mínimo establecido por la ventana temporal. Method according to claim 3, characterized in that the waiting time (tei) is reduced by an amount ΔT (tei = T-ti-ΔT), and the sinusoidal generation by the same amount (di = T-ΔT), for compensate for the deviation suffered when the reception time of a package (ti) is earlier than the minimum set by the time window.

6. 6.: Método según la reivindicación 3, caracterizado por que se aumenta el tiempo de espera (tei) en una cantidad ΔT (tei=T-ti+ΔT), y el de generación sinusoidal en la misma cantidad (di=T+ΔT), para compensar la desviación sufrida cuando el tiempo de recepción de un paquete (ti) es posterior al máximo establecido por la ventana temporal. Method according to claim 3, characterized in that the waiting time (tei) is increased by an amount ΔT (tei = T-ti + ΔT), and the sinusoidal generation by the same amount (di = T + ΔT), for compensate for the deviation suffered when the reception time of a package (ti) is later than the maximum established by the time window.

7. 7.: Método según la reivindicación 5, caracterizado por que se modiﬁca la frecuencia de la señal sinuosidad (Fi) correspondiente a la información contenida en un paquete de datos (Pqi) respecto al valor que le correspondería según el contenido del paquete de dicho datos (Pqi) por un factor multiplicativo igual a (m+1)/m cuando el tiempo de espera disminuye. Method according to claim 5, characterized in that the frequency of the sinuous signal (Fi) corresponding to the information contained in a data packet (Pqi) is modified with respect to the value that would correspond to it according to the content of the packet of said data (Pqi) by a multiplicative factor equal to (m + 1) / m when the waiting time decreases.

8. 8.: Método según la reivindicación 6, caracterizado por que se modiﬁca la frecuencia de la señal sinuosidad (Fi) correspondiente a la información contenida en un paquete de datos (Pqi) respecto al valor que le correspondería según el contenido del paquete de dicho datos (Pqi) por un factor multiplicativo igual a (m-1)/m, cuando el tiempo de espera aumente. Method according to claim 6, characterized in that the frequency of the sinuous signal (Fi) corresponding to the information contained in a data packet (Pqi) is modified with respect to the value that would correspond to it according to the content of the packet of said data (Pqi) by a multiplicative factor equal to (m-1) / m, when the waiting time increases.

9. 9.: Método según la reivindicación5ó6, caracterizado por que el retraso y el adelanto, ΔT, respecto de los márgenes establecidos por la ventana temporal se ﬁja como una fracción del periodo T de emisión de los paquetes de datos ΔT=T/m, siendo m un número mayor o igual a 2n/(n-2). Method according to claim 5 or 6, characterized in that the delay and the advance, ΔT, with respect to the margins established by the time window is set as a fraction of the period T of emission of the data packets ΔT = T / m, m being a number greater than or equal to 2n / (n-2).

10. Sinusoidal incremental position encoder characterized by comprising

--: medios de recepción (1) conﬁgurados para: reception means (1) configured to:

--: leer bloques de datos (Pqi), dichos bloques de datos siendo emitidos por una máquina externa con un periodo de emisión T constante, y siendo recibidos a intervalos de recepción no regulares, read data blocks (Pqi), said data blocks being emitted by an external machine with a constant emission period T, and being received at non-regular reception intervals,

--: y para enviar un mensaje de notiﬁcación por bloque de datos recibido; and to send a notification message per block of data received;

--: medios de sincronización (2, 4) que comprenden: synchronization means (2, 4) comprising:

--: un contador (2) conﬁgurado para medir los tiempos (ti) de llegada de bloques de datos (Pqi) a través del mensaje de notiﬁcación emitido por los medios de recepción, y a counter (2) configured to measure the arrival times (ti) of data blocks (Pqi) through the notification message issued by the receiving means, and

--: un temporizador (4) conﬁgurado para establecer los instantes de actualización, a timer (4) set to set the update moments,

--: medios de cálculo (3) conﬁgurados para determinar la frecuencia, la fase y la compensación temporal necesaria para la continuidad de la señal a generar; calculation means (3) configured to determine the frequency, phase and temporal compensation necessary for the continuity of the signal to be generated;

--: medios de generación de señales (5, 6, 7) conﬁgurados para generar señales en cuadratura, cada señal de una duración temporal dada, con una frecuencia y una fase especiﬁcadas por los medios de cálculo (3), tales que: signal generation means (5, 6, 7) configured to generate quadrature signals, each signal of a given time duration, with a frequency and phase specified by the calculation means (3), such that:

the frequency of the generated signal being a function of the value of the converted data packet and the phase ensuring continuity with the next generated signal corresponding to the next converted packet.

11. Encoder according to claim 10, characterized in that it further comprises adaptation means (13) configured to accommodate the generated signal to the electrical specifications on the equipment voltage.

12. Encoder according to claim 11, characterized in that adaptation means comprise:

--: una pluralidad de ampliﬁcadores de salida incremental (9, 8, 10). a plurality of incremental output amplifiers (9, 8, 10).

13. Encoder according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the calculation means comprise a microcontroller (3).

SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND

Application no .: 201030136

SPAIN

Date of submission of the application: 02.02.2010

Priority Date:

REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE

51 Int. Cl.: G06F1 / 025 (2006.01)

RELEVANT DOCUMENTS

Categoría Category: Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected

A TO: US 2005035884 A1 (WOLF) 17.02.2005, todo el documento. 1,10 US 2005035884 A1 (WOLF) 02.17.2005, the whole document. 1.10

A TO: US 2009085507 A1 (QUAN et al.) 02.04.2009, todo el documento. 1,10 US 2009085507 A1 (QUAN et al.) 02.04.2009, the whole document. 1.10

A TO: US 5926122 A (DALTON) 20.07.1999, todo el documento. 1,10 US 5926122 A (DALTON) 20.07.1999, the whole document. 1.10

A TO: WO 2009057066 A2 (UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA "TOR VERGATA") 07.05.2009, todo el documento. 1,10 WO 2009057066 A2 (UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA "TOR VERGATA") 07.05.2009, the whole document. 1.10

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:

Fecha de realización del informe 13.12.2011 Date of realization of the report 13.12.2011: Examinador M. L. Alvarez Moreno Página 1/4 Examiner M. L. Alvarez Moreno Page 1/4

REPORT OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

Application number: 201030136

Minimum documentation searched (classification system followed by classification symbols) G06F Electronic databases consulted during the search (name of the database and, if possible, terms of

search used) INVENES, EPODOC, WPI

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WRITTEN OPINION

Application number: 201030136

Date of Completion of Written Opinion: 13.12.2011

Statement

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1-13 SI NO Claims Claims 1-13 IF NOT

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1-13 SI NO Claims Claims 1-13 IF NOT

The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986).

Opinion Base.-

This opinion has been made on the basis of the patent application as published.

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WRITTEN OPINION

Application number: 201030136

1. Documents considered.-

The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.

Documento Document: Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date

D01 D01: US 2005035884 A1 (WOLF) 17.02.2005 US 2005035884 A1 (WOLF) 02.17.2005

D02 D02: US 2009085507 A1 (QUAN et al.) 02.04.2009 US 2009 085507 A1 (QUAN et al.) 04.02.2009

D03 D03: US 5926122 A (DALTON) 20.07.1999 US 5926122 A (DALTON) 07/20/1999

D04 D04: WO 2009057066 A2 (UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA "TOR VERGATA") 07.05.2009 WO 2009057066 A2 (UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA "TOR VERGATA") 05.07.2009

2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement

The documents cited (D01 to D04) show various existing procedures to simulate the generation of incremental encodings. All base their processing on receiving an input signal at regular intervals of time. In all cases, the documents focus on generating the quadrature signal at a constant frequency from a position information at the encoder input. The position information received at predetermined moments is not analyzed in any of the documents found, so that the different reception moments are determined, in order to compensate for the output signal according to the detected temporal deviations (claims 1 and 10). Nor is there any analysis of the information contained to generate the output signal with a frequency dependent on the value of the received data. No documents related to incremental encoders have been found that attempt to solve the problem of generating a sinusoidal signal from a received measurement, where said measurement (position or equivalent) is taken by external sensors, and sent to the encoder in non-predetermined time moments and in a data packet format.

Claims 1 to 13 have inventive activity according to article 8 of the Patent Law.

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