CH626990A5

CH626990A5 -

Info

Publication number: CH626990A5
Application number: CH1565377A
Authority: CH
Inventors: Siegbert Holstein
Original assignee: Heidenhain Gmbh Dr Johannes
Priority date: 1977-02-18
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1981-12-15
Also published as: GB1596902A; ATA908877A; FR2381277A1; JPS6257924B2; IT7812420A0; JPS53125056A; US4189840A; IT1102957B; AT379683B; FR2381277B1; DE2706926B1; DE2706926C2

Description

626 990

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Messeinrichtung zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte mit einer Abtasteinheit und eigener, von der Führung des zu messenden Objektes unabhängiger Hilfsführung, bei der sich die Abtasteinheit (4) über an Lagerstellen (4a, 4b) angeordnete Lager an Führungsflächen (1', 1", 2') abstützt, von denen sich wenigstens eine an in Messrichtung aneinandergereihten Hilfsführungskörpern (la, lb) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lagerstelle (4a; 4b) mit mindestens zwei in Messrichtung hintereinander liegenden Lagern (4' ; 4") versehen ist, und dass bei jeder Lagerstelle (4a, 4b) die Summe der Achsabstände der Lager (4' ; 4") grösser ist als die Länge der Stossstelle (5) der aneinandergereihten Hilfsführungskörper(la, lb).

2. Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (4', 4") jeder Lagerstelle (4a, 4b) Kugellager sind.

3. Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (4', 4") jeder Lagerstelle (4a, 4b) Magnetlager sind.

4. Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (4', 4") jeder Lagerstelle (4a, 4b) Luftlager sind.

5. Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (4', 4' ') jeder Lagerstelle (4a, 4b) als Tandemlager ausgeführt sind.

6. Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einer Führungsfläche zugeordneten Lager gegenüber den einer anderen Führungsfläche zugeordneten Lagern in Messrichtung versetzt angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte mit einer Abtasteinheit und eigener, von der Führung des zu messenden Objektes unabhängiger Hilfsführung, bei der sich die Abtasteinheit über an Lagerstellen angeordnete Lager an Führungsflächen abstützt, von denen sich wenigstens eine an in Messrichtung aneinandergereihten Hilfsführungskörpern befindet.

Derartige Lagemesseinrichtungen sind bekannt (DE-OS 25 05 586). Die bekannte Abtasteinheit ist beispielsweise mittels drei im Dreieck angeordneten Führungsrollen in einer Ebene und zwei Führungsrollen in einer Ebene quer zur ersten geführt. Eine weitere Führungsrolle liefert die Andruckkraft, indem sie federnd gelagert auf einer schräg der ersten und zweiten Führungsfläche gegenüberliegenden dritten Führungsfläche abrollt (DE-GM 76 20 153).

Probleme treten vor allem bei grossen Messlängen auf. Aus herstellungstechnischen Gründen kann das Gehäuseprofil, das die Führungsfläche für die Abtasteinheit enthält, nicht in beliebiger Länge hergestellt werden. Für grosse Messlängen muss daher das Gehäuseprofil gestossen werden.

Beim Überfahren der Stossstelle mit der oben geschilderten Abtasteinheit können jedoch Fehler auftreten, die bei einem derartig präzisen Messystem nicht zulässig sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagemesseinrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der durch das Überfahren von in Führungsflächen vorhandenen Stossstellen mit der Abtasteinheit keine Messfehler entstehen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jede Lagerstelle mit mindestens zwei in Messrichtung hintereinander liegenden Lagern versehen ist, und dass bei jeder Lagerstelle die Summe der Achsabstände der Lager grösser ist als die

Länge der Stossstelle der aneinandergereihten Hilfsführungs-körper.

Besonders vorteilhaft erweist sich die Ausführung der Abtasteinheit mit Doppel-Kugellagern an den einzelnen Lager-5 stellen.

Jedoch sind auch Ausführungen mit Mehrfach-Rollenla-gern, Mehrfach-Magnetlagern, Mehrfach-Luftlagern usw. möglich. Die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Möglichkeiten stellen nur eine Auswahl dar und können vom io Fachmann im Sinne der Erfindung beliebig erweitert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Lagemesseinrichtung mit einer Abtasteinheit gemäss der Erfindung dargestellt.

Es zeigen

15 Figur 1 einen Schnitt durch die Lagemesseinrichtung in vereinfachter Darstellung,

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch die Lagemesseinrichtung nach Figur 1.

In einem biegesteifen Hohlkörper 1, der zweckmässig aus 20 stranggezogenem Aluminium besteht, ist ein Massstab 2 unter Zwischenschaltung einer hochelastischen Schicht 3 befestigt. Eine Abtasteinheit 4, die nicht dargestellte Abtastelemente - wie Gitterabtastplatte, Beleuchtungseinrichtung und Fotoelemente —trägt, ist über einen ebenfalls nicht dargestellten Mitnehmer 25 an einem beweglichen Bauteil des zu messenden Objektes angekoppelt. Der Hohlkörper 1 ist an einem anderen Bauteil des zu messenden Objektes befestigt. Die beiden vorstehend genannten Bauteile bewegen sich relativ zueinander und werden beispielsweise vom Bett und Schlitten einer Werkzeugmaschine so verkörpert. Sie sind in der Zeichnung nicht dargestellt, da sie nichts zur Verdeutlichung der Erfindung beitragen.

Die Abtasteinheit 4 stützt sich an Führungsflächen 1 ', 1 " und 2' ab. Die Führungsflächen 1 ' und 1 " werden im Hohlkörper 1 von Innenflächen gebildet. Die dritte Führungsfläche 2' 35 befindet sich direkt auf dem Massstab 2, also praktisch in der gleichen Ebene wie die Teilung 2a. Hohlkörper 1 und Massstab 2 zusammen bilden demnach die Hilfsführung für die Abtasteinheit 4. Für grosse Messlängen ergeben sich für Messeinrichtungen der beschriebenen Bauweise Schwierigkeiten, da der Hohl-40 körper 1 aus einzelnen, die Hilfsführungskörper la und lb bildenden Hohlprofilkörpern zusammengesetzt werden muss. Die Stossstellen 5 der aneinandergereihten Hilfsführungskörper la und lb bilden immer wieder Fehlerquellen. Auch bei sorgfältiger Montage entstehen — durch Dichtungen od. dgl. - Fugen an 45 der Stossstelle 5. Die dargestellte Abtasteinheit 4 weist an fünf Lagerstellen 4a je zwei tandemartig angeordnete Lager 4', vorzugsweise Kugellager, auf. Ein weiteres Paar Lager 4", ebenfalls Kugellager, ist nach Art einer Wippe an der Lagerstelle 4b der Abtasteinheit 4 angebracht. Dieses eine Wippe darstellende 50 Paar Lager 4" ist in einer geschlitzten Blattfeder 6 winkelbeweglich befestigt. Die besonderen Vorteile einer solchen Andruckvorrichtung sind im DE-GM 76 20 153 mit einer einfachen Rolle bereits dargestellt. Bei der Montage der Abtasteinheit 4 im Hohlkörper richtet sich das eine Wippe darstellende 55 Paar Lager 4" an der Führungsfläche 1" selbsttätig aus und wird in dieser Stellung mittels Kitt fixiert. Dabei bleibt seine Winkelbeweglichkeit aufgrund der geschlitzten Feder 6 erhalten. Durch ein solches Paar Lager 4" an dieser Lagerstelle 4b wird an der Stossstelle im Hohlprofil ein Haken beim Verschie-60 ben vermieden, die federnde Andruckwirkung bleibt jedoch dabei voll erhalten.

Die negative Wirkung einer Stossfuge kann noch verringert werden, indem die einer Führungsfläche zugeordneten Lagerstellen gegenüber den einer anderen Führungsfläche zugeordne-65 ten Lagerstellen in Messrichtung versetzt angeordnet sind, wie das auch in der Fig. 1 gezeigt ist.

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1 Blatt Zeichnungen