CH632592A5

CH632592A5 - Lagemesseinrichtung mit korrektureinrichtung.

Info

Publication number: CH632592A5
Application number: CH407778A
Authority: CH
Inventors: Alfons Ernst
Original assignee: Heidenhain Gmbh Dr Johannes
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1978-04-17
Publication date: 1982-10-15
Also published as: IT1104247B; FR2393264B1; AT376036B; DE2724858B2; US4170828A; JPS542766A; JPS5847001B2; DE2724858C3; FR2393264A1; ATA306378A; GB1591009A; DE2724858A1; IT7812638A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagemesseinrichtung zum Messen der Relativlage zweier Objekte, mit einer Messteilung, einer diese Messteilung abtastenden Abtasteinheit und einer Korrektureinrichtung. Diese beiden Objekte können von Bett und Schlitten einer Präzisionsmaschine gebildet werden.

Es sind Korrektureinrichtungen zur Kompensation von Maschinenfehlern bekannt. In der DE-PS 866 402 wird zum Stand der Technik eine Messeinrichtung mit Korrekturlineal genannt, deren Ablesemarke mechanisch in eine dem jeweiligen Fehler einer Spindel entsprechende Stellung gegenüber dem Massstab gesteuert wird. Aus der US-PS 3 039 032 ist ein Stellungsmesssystem mit einer Korrekturschablone bekannt, die von einem Fühler abgetastet wird, der direkt auf den Messwertgeber (Drehmelder) einwirkt. Die DE-AS 1 231 595 zeigt eine Vorrichtung zur elektrischen Fernanzeige der Bewegungen eines beweglichen Maschinenbauteiles, bei der zum Ausgleich von Fehlern ein Kompensationssystem vorhanden ist, welches ein verformbares Metallband aufweist, das von einem Geber abgetastet wird. Ein weiteres Fehlerkorrektursystem ist in der DE-OS 2 042 505 beschrieben. Dort erfährt das numerische Messsystem einer Maschine durch ein die Korrekturschablone abtastendes Organ eine Zusatzbewegung entsprechend dem jeweiligen Fehlerwert der Maschinenspindel.

Die genannten Korrektureinrichtungen arbeiten zum Teil mit zusätzlichen elektrischen Stellgliedern oder Drehgebern oder aber sie sind direkt an die Maschine gekoppelt. In allen Fällen sind sie jedoch konstruktiv sehr aufwendig und dementsprechend kostspielig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Lagemesseinrichtung mit Korrektureinrichtung zu schaffen, die einfach - d.h. kostengünstig - aufgebaut ist, die platzsparend ist, die einen grossen Korrekturbereich aufweist,

die auch nichtlineare Korrekturen erlaubt, deren Eigenfehler vernachlässigbar klein bleibt und die auch bei grossen Messlängen verwendbar ist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass 5 ein Korrekturprofil durch eine in Messrichtung verlaufende Gliederkette gebildet wird, deren Glieder quer zur Messrichtung einstellbar sind, und dass die Abtasteinheit mittels eines Übertragungselementes mit der Gliederkette und einem der vorgenannten Objekte in Wirkverbindung steht.

io Ein weiterer Vorteil der Lagemesseinrichtung nach der Erfindung besteht darin, dass die Gliederkette innerhalb eines Hohlprofil-Gehäuses angeordnet werden kann, und dass die einzelnen Glieder entsprechend dem zu korrigierenden Fehlerverlauf von ausserhalb des Hohlprofil-Gehäuses mittels Exzen-i5 tern auslenkbar sind.

An einem Ausführungsbeispiel soll anhand der Zeichnung die Erfindung noch näher erläutert werden.

Es zeigt Figur 1 einen Querschnitt durch ein gekapseltes Längenmessgerät,

20 Figur 2 eine Ansicht auf Montagefuss, Schwert, Winkelhebel und teilweise dargestelltes Korrekturprofil,

Figur 3 das Korrekturprofil mit ausgelenkten Gliedern,

Figur 4 Gliederkettenausschnitt mit kammartig ineinandergreifenden elastischen Gelenken,

25 Figur 5 Ansicht auf eine mit Teilung versehene Abtastplatte.

Die vereinfachte Schnittdarstellung in Figur 1 zeigt als Lagemesseinrichtung ein gekapseltes Längenmessgerät mit einem Hohlprofil-Gehäuse 1, welches an dem Bett 2 einer Bearbei-30 tungs- oder Messmaschine in beliebiger Weise fest angebracht ist. Ein Schlitten 3 der Bearbeitungs- oder Messmaschine trägt einen Montagefuss 4, der beispielsweise mit Schrauben 5 an dem Schlitten 3 befestigt ist. Der Montagefuss 4 weist ein Schwert 6 auf, das durch einen Schlitz la in das im übrigen 35 vollkommen geschlossene Hohlprofil-Gehäuse 1 hineinragt. An einer Innenfläche des Hohlprofil-Gehäuses 1 ist über eine elastische Klebeschicht 7 ein Massstab 8 engebracht, der das Messnormal verkörpert. Am Massstab 8 stützt sich eine Abtasteinheit 9 ab, die mit an sich bekannten, in Figur 1 nicht dargestell-40 ten Mitteln die Teilung des Massstabes abtastet. Die Relativbewegung von Maschinenbett 2 und Maschinenschlitten 3 wird vom Montagefuss 4 und dem Schwert 6 über einen Winkelhebel 10 auf die Abtasteinheit 9 und den Massstab 8 übertragen. Die Führungsfehler von Maschinenbett 2 und Maschinenschlitten 3 45 würden ohne Korrektureinrichtung ebenfalls voll übertragen und gingen in das Messergebnis als Fehler ein. Das Längenmessgerät weist daher eine Korrektureinrichtung auf, die im Innern des Hohlprofil-Gehäuses angeordnet ist. Einzelne, in sich steife Glieder 11' (vgl. im folgenden auch Fig. 2) bilden 50 eine Gliederkette 11, die mittels Exzentern 12 von aussen quer zur Messrichtung einzeln ausgelenkt werden können. Der Winkelhebel 10 ist um eine Achse 10' schwenkbar mit der Abtasteinheit 9 verbunden. Ein freies Ende des Winkelhebels 10 trägt eine Rolle 13, die bei Verschiebung dem Linienzug der Glieder-55 kette folgt und den Winkelhebel 10 um die Achse 10' verschwenkt. Die Schwenkbewegung des Winkelhebels 10 entspricht dem zu korrigierenden Fehlerverlauf der Einrichtung. Die Korrektur wird durch einen zweiten Arm des Winkelhebels - der auch als Exzenter 14 ausgebildet sein kann - vorgenom-60 men, der die Schwenkbewegung des Winkelhebels in eine Relativbewegung zwischen der Abtasteinheit 9 und dem Schwert 6 umsetzt. Das durch den Schlitz la des Hohlprofil-Gehäuses ragende Schwert 6 wird von dachförmig angeordneten Dichtlippen 15 (siehe Fig. 1) eng umschlossen, so dass auch an dieser 65 Stelle die sichere Kapselung der Messeinrichtung gewährleistet ist.

In der Figur 2 ist zur besseren Verständlichkeit nur ein Teil der Bauelemente in der Seitenansicht gezeigt. Der Montagefuss

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4 mit den Bohrungen 4' für die Befestigungsschrauben 5 (vgl. Fig. 1) trägt das Schwert 6, dessen Oberseite mit einem zylindrischen Mitnehmer 6' versehen ist, an dem der Winkelhebel 10 mit seinem Exzenter 14 angreift. Die Abtasteinheit 9 ist als Fragment nur soweit dargestellt, dass die Befestigung des Winkelhebels 10 mittels Achse 10' in ihr erkennbar ist. Wird nun der Montagefuss 4 in Pfeilrichtung verschoben, folgt die Abtasteinheit 9 dieser Längsbewegung und der Winkelhebel 10 mit der Rolle 13 tastet die Gliederkette 11 ab, deren Glieder 11' über Exzenter 12 entsprechend dem Fehlerverlauf ausgelenkt sind. Dabei verschwenkt sich der Winkelhebel 10 um seine Achse 10' und aufgrund des Exzenters 14 verändert sich der Abstand zwischen der Abtasteinheit 9 und dem zylindrischen Mitnehmer 6', also auch zwischen der Abtasteinheit 9 und dem Montagefuss. Der Führungsfehler, dem der Montagefuss 4 samt dem Maschinenschlitten 3 unterliegt, kann also durch eine von der einstellbaren Gliederkette 11 verursachte Relativbewegung zwischen Abtasteinheit 9 und Montagefuss 4 kompensiert werden.

In der Figur 3 ist ein Korrekturprofil 11 gezeigt, bei dem die einzelnen Glieder 11' durch die Exzenter 12 ausgelenkt sind. Da sich durch die Auslenkung Längenänderungen ergeben, sind die einzelnen Glieder mit Stiften 16 und Ausschnitten 17 versehen, die Gelenke bilden, bei denen Längsverschiebungen möglich sind.

Eine Variante der Gelenke, die eine Längsbeweglichkeit erlauben, ist in Figur 4 dargestellt. Die Enden der Glieder 11' sind 5 mit kammartig ineinandergreifenden elastischen Formteilen 18 versehen.

In der Figur 5 ist eine mit einer Teüung 19 versehene Abtastplatte 9' gezeigt. Bei dieser Ausführung handelt es sich - wie ]0bei Figur 1 — um ein lichtelektrisches digitales Längenmessgerät. Bei einer einfachen Bauart ist die Abtasteinheit 9 nicht am Massstab 8 geführt, sondern ist direkt über einen Mitnehmer 20 mit einem der obengenannten Objekte 3 verbunden. Die Abtastplatte 9' ist über Blattfedern 21 mit dem Mitnehmer 20 so !5 verbunden, dass sie vom Obertragungselement 10,13 und 14 in Messrichtung bewegt werden kann.

Es liegt im Wesen der Erfindung, dass sie sich nicht auf lichtelektrische digitale Längenmessgeräte beschränkt, sondern die Erfindung ist ebenso vorteilhaft bei optischen, induktiven, 20 kapazitiven und magnetischen Messgeräten einsetzbar. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Korrektur von Führungsfehlern beschränkt, sondern auch zur Korrektur von inneren Teilungsfehlern geeignet.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Lagemesseinrichtung zum Messen der Relativlage zweier Objekte, mit einer Messteilung, einer diese Messteilung abtastenden Abtasteinheit und einer Korrektureinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Korrekturprofil durch eine in Messrichtung verlaufende Gliederkette (11) gebildet ist, deren Glieder (11') quer zur Messrichtung einstellbar sind, und dass die Abtasteinheit (9) mittels eines Übertragungselementes (10,13 und 14) mit der Gliederkette (11) und einem der vorgenannten Objekte (3) in Wirkverbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gliederkette (11) innerhalb eines Hohlprofil-Gehäuses (1) angeordnet ist, und dass die einzelnen Glieder (11') entsprechend dem zu korrigierenden Fehlerverlauf von ausserhalb des Hohlprofil-Gehäuses (1) mittels Exzentern (12) auslenkbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke der einzelnen Glieder (11') eine Längsverschiebung der Glieder (11') erlauben.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke durch kammartig ineinandergreifende elastische Formteile (18) gebildet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (10) von einem in der Abtastein-heit (9) gelagerten Winkelhebel gebildet ist, der an seinem einen freien Ende eine am Korrekturprofil (11) anliegende Rolle (13) aufweist, und dessen zweites freie Ende über ein Schwert und einen Montagefuss (4) an einem der Objekte (3) anliegt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite freie Ende von einem Exzenter (14) gebildet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (10,13 u. 14) direkt auf eine mit einer Teilung (19) versehene Abtastplatte (9') einwirkt.