CH649628A5

CH649628A5 - Inkrementale messeinrichtung.

Info

Publication number: CH649628A5
Application number: CH8034/80A
Authority: CH
Inventors: Walter Schmitt
Original assignee: Heidenhain Gmbh Dr Johannes
Priority date: 1979-12-05
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1985-05-31
Also published as: GB2065872A; JPS5697826A; FR2471586B2; US4363964A; IT1136205B; IT8012736A0; ATA558680A; GB2065872B; JPS6239884B2; DE2948854A1; FR2471586A2; AT396037B; DE2948854C2

Description

Die Erfindung betrifft eine inkrementale Messeinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer derartigen Messeinrichtung können Steuerimpulse auf verschiedene Weise verwertet werden, z.B. zum Reproduzieren der Nullposition im Zähler, zum Anfahren einer bestimmten Position zu Beginn der Messung und zur Kontrolle von Störimpulsen.

Bei bekannten inkrementalen Messeinrichtungen sind demnach Anzahl und Lage der bei der Massstabherstellung mitaufgebrachten Nullimpulsmarken entsprechend den Erfordernissen des Benutzers festgelegt. Somit besteht beim späteren Einsatz des Messystems keine Möglichkeit mehr, die Anzahl und die Lage der Steuerimpulse zu verändern.

Zur Behebung dieser Nachteile wird in der CH-PS 607 795 vorgeschlagen, auf dem Massstab bereits bei der Teilungsherstellung in zueinander festgelegten Abständen eine Reihe von Nullimpulsmarken vorzusehen und mindestens ein Schaltmittel auf dem Massstab selbst oder in dessen unmittelbarer Nähe anzuordnen; eine oder mehrere Nullimpulsmarken können ausgewählt und jeweils in Wirkzusammenhang mit dem Schaltmittel gebracht werden, indem jeder Nullimpulsmarke, die beim Messvorgang zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet zugeordnet ist, der beim Vorbeibewegen der Abtasteinheit einen darauf angebrachten elektrischen Schalter ansteuert, dessen elektrischer Ausgang zusammen mit dem elektrischen Ausgang der Abtasteinheit an eine elektronische Baueinheit gelegt ist, die an ihrem Ausgang nur dann einen Steuerimpuls abgibt, wenn gleichzeitig am Ausgang der Abtasteinheit und am Ausgang des Schalters ein elektrisches Signal anliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine inkrementale Messeinrichtung der oben erwähnten Gattung mit frei wählbaren Nullimpulsmarken weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass wahlweise die benötigten bzw. nicht benötigten Nullimpulsmarken durch Zuordnung z.B. je eines Magneten wirksam bzw. unwirksam gemacht werden können, wobei die bei der vorstehend genannten Einrichtung (CH-PS 607 795) erforderliche elektronische Baueinheit entfallen kann.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den abhängigen Ansprüchen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigen

Figur 1 schematisch eine inkrementale Messeinrichtung

Figur 2 eine Draufsicht auf den Gittermassstab,

Figur 2a eine Draufsicht auf den Gittermassstab mit Blendensteuerung,

Figur 2b einen Schnitt durch die Messeinrichtimg gemäss Figur 2a,

Figur 3-5 verschiedene Schaltungsanordnungen.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine lichtelektrische inkrementale Messeinrichtung, die einen Massstab 1 und eine Abtasteinheit 2 aufweist. Am Metallmassstab 1 ist ein Strichgitter 3 (Figur 2) aufgebracht, das im Auflicht photoelektrisch berührungsfrei abgetastet wird. Entlang des Strichgitters 3 ist eine Reihe von Nullimpulsmarken 4 vorgesehen, die jeweils aus Strichgruppen bestehen. Die am Strichgitter 3 erzeugten elektrischen Signale, die in der Abtasteinheit 2 verstärkt und in Rechtecksignale Tb T2 umgeformt werden, steuern über elektrische Leitungen 5,6 einen elektronischen Zähler 7, der die Messwerte in digitaler Form anzeigt. Das an den Nullimpulsmarken 4 erzeugte Signal wird in der Abtasteinheit 2 verstärkt und steuert als Rechtecksignal SB über eine Leitung 8 den Zähler 7, um diesen beispielsweise auf Null zu setzen. Inkrementale Messeinrichtungen mit Nullimpulsmarken sind bekannt und beschrieben z.B. im Prospekt der Firma Dr. Johannes Heidenhain GmbH, Traunreut, «LIDA 55.12», insbesondere Figur 2,2. Ausgabe März 1971.

Die Auswahl derjenigen Nullimpulsmarken 4, die beim

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Messvorgang zur Wirkung bzw. nicht zur Wirkung gelangen nen Nullimpulsmarken 4 nur wenige zur Wirkung gelangen sollen, erfolgt durch Zuordnung von Magneten 9, die zweck- sollen.

massig in Messrichtung einstellbar sind und deren Magnet- Soll von dieser Reihe von vorgesehenen Nullimpulsmar-feld bei Annäherung der Abtasteinheit 2 einen darauf befind- ken 4 der überwiegende Teil zur Wirkung gelangen, empfiehlt liehen Reed-Schalter 10 ansteuert. In der Abtasteinheit 2 sind 5 sich die Schaltungsanordnung nach Figur 4, bei der den weni-zwei Photoelemente 12,13 vorgesehen (Figur 3-5), die anti- gen, nicht benötigten Nullimpulsmarken 4 jeweils ein Magnet parallel zueinander an die beiden Eingänge eines Verstärkers 9 zugeordnet wird, der den mit der lichtemittierenden Diode 14 angeschlossen sind, der an eine Triggerstufe 15 angeschal- 17 in Reihenschaltung verbundenen Reed-Schalter 10 betätet ist. Das erste Photoelement 12 tastet die Reihe der Nullim- tigt, so dass diese das Steuerphotoelement 16 beleuchtet und pulsmarken 4 ab und liefert ein Signal, das nach einer Ver- io dadurch diese Nullimpulsmarken 4 nicht wirksam werden Stärkung im Verstärker 14 als Rechtecksignal SB am Ausgang lässt.

der Triggerstufe 15 zur Steuerung des Zählers 7 über die Lei- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Er-

tung 8 ansteht. Das zweite Photoelement 13, das mit Gleich- findung werden die beiden vorgenannten Schaltungsanord-

licht beaufschlagt wird, dient zur Einstellung der Nullinie des nungen gemäss der Figur 5 kombiniert und können je nach vom Abtastphotoelement 12 gelieferten Signals. 15 Bedarf des Anwenders mittels eines zweipoligen Umschalters

Erfindungsgemäss ist an das Abtastphotoelement 12 ein 18 gewählt werden.

Steuerphotoelement 16 antiparallel angeschlossen, das von ei- Anstelle des Steuerphotoelements 16 und der lichtemittie-ner lichtemittierenden Diode 17 beleuchtet wird. In Figur 3 ist renden Diode 17 kann auch ein integrierter Optokoppler an an die lichtemittierende Diode 17, die über einen Widerstand das Abtastphotoelement 12 parallel angeschaltet sein. Der

20 von einer Versorgungsspannung UL - vorzugsweise der 20 Reed-Schalter 10 kann beispielsweise auch durch eine Feld-

Versorgungsspannung der Beleuchtungslampe für den Mass- platte ersetzt werden. Wie in den Figuren 2a und 2b darge-

stab 1 - beaufschlagt ist, ein magnetisch betätigbarer Reed- stellt ist, kann die Beleuchtung bzw. Nichtbeleuchtung des

Schalter 10 parallel angeschaltet. Bei den vom Abtastphoto- Steuerphotoelementes 16 durch die lichtemittierende Diode element 12 abgetasteten Nullimpulsmarken 4, die nicht zur 17 anstelle des Schaltmittels 9,10 auch auf mechanisch/opti-

Wirkung gelangen sollen und denen daher keine Magnete 9 25 sehe Weise durch Fenster oder Blenden 21 erfolgen, die den zugeordnet sind, wird der Reed-Schalter 10 nicht betätigt, so jeweiligen Nullimpulsmarken 4 je nach Bedarf zugeordnet dass das Steuerphotoelement 16 von der lichtemittierenden und zweckmässig vom Lichtstrom der Beleuchtungslampe 22

Diode 17 beleuchtet wird, wodurch die Signale des Abtast- für den Massstab 1 beaufschlagt werden können. Die Ver-

photoelements 12 bei diesen Nullimpulsmarken 4 so verscho- Schiebung der Blenden kann manuell oder ferngesteuert erfol-

ben werden, dass ihre Spitzen die Schwelle der Triggerstufe 15 30 gen. Der Widerstand 19 ist vorgesehen, um die Toleranzen nicht überschreiten können; am Ausgang der Triggerstufe 15 des Photostromes des Steuerphotoelements 16 infolge Sätti-

stehen bei diesen Nullimpulsmarken 4 daher keine Rechteck- gungseffekts klein zu halten.

signale SB zur Steuerung des Zählers 7 an. Denjenigen Null- Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbei-

impulsmarken 4, die zur Wirkung gelangen sollen, werden spiel beschränkt, sondern es sind im Rahmen der Erfindung

Magnete 9 zugeordnet, die jeweils den Reed-Schalter 10 betä- 35 selbstverständlich auch andere Ausführungsformen denkbar,

tigen, so dass das Steuerphotoelement 16 von der lichtemittie- So können beispielsweise bei gekapselten inkrementalen renden Diode 17 nicht oder nur schwach beleuchtet wird; die Messeinrichtungen, wie sie aus dem deutschen Gebrauchsmu-

an diesen Nullimpulsmarken 4 vom Abtastphotoelement 12 ster 75 04 025 bekannt sind, die Magnete in dem den Mass-

erzeugten Signale steuern als Rechtecksignale SB den Zähler 7 stab gegen Umwelteinflüsse abschirmenden Hohlkörper an-

an. Diese Schaltungsanordnung eignet sich besonders für den 40 gebracht sein.

Fall, dass von der Reihe der auf dem Massstab 1 vorgesehe-

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

649 628 PATENTANSPRÜCHE

1. Inkrementale Messeinrichtung mit einer entlang der Teilungsspur eines Massstabs vorgesehenen Reihe von Nullimpulsmarken, die bereits bei der Teilungsherstellung in zueinander festgelegten Abständen angebracht sind, an denen im Zusammenwirken mit einer Abtasteinheit reproduzierbare Impulse erzeugt werden, deren Lage zur Teilung des Gittermassstabs absolut festgelegt ist und die Steuervorgänge im elektronischen Zähler des Messystems auslösen, wobei mindestens ein elektrisches Schaltroittel auf dem Massstab selbst oder in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet ist, durch das eine oder mehrere Nullimpulsmarken ausgewählt und jeweils in Wirkzusammenhang mit dem Schaltmittel gebracht werden können, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) In der Abtasteinheit (2) ist ein Abtastphotoelement (12) an die beiden Eingänge einer Impulsformerstufe (14,15) angeschlossen und tastet die Reihe der Nullimpulsmarken (4)

ab;

b) an das Abtastphotoelement (12) ist ein Steuerphotoelement (16) antiparallel angeschaltet, das auf Veranlassung des Schaltmittels (9,10) beleuchtet bzw. nicht beleuchtet wird.

2. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung des Steuerphotoelements (16) durch eine lichtemittierende Diode (17) erfolgt.

3. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an das Abtastphotoelement (12) ein Optokoppler parallel angeschaltet ist.

4. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Nullimpulsmarke (4), die beim Messvorgang zur Wirkung bzw. nicht zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet (9) zugeordnet ist, der beim Vorbeibewegen der Abtasteinheit (2) einen darauf angebrachten elektrischen Schalter (10) ansteuert, der in Parallelschaltung bzw. Serienschaltung an die lichtemittierende Diode (17) angeschlossen ist.

5. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (10) an der Abtasteinheit (2) ein magnetisch betätigter Reed-Schalter ist.

6. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (10) an der Abtasteinheit (2) eine Feldplatte ist.

7. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (9) in Bewegungsrichtung der Abtasteinheit (2) einstellbar angebracht sind, so dass diese den jeweils benötigten bzw. nicht benötigten Nullimpulsmarken (4) zuordbar sind.

8. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Massstab und Abtasteinheit zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse in einem biegesteifen Hohlkörper eingebracht sind und dass die den Nullimpulsmarken zugeordneten Magnete (9) im vorgenannten Hohlkörper untergebracht sind.

9. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (9,10) durch wenigstens eine Blende (21) realisiert ist.

10. Inkrementale Messeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden (21) entlang der Messteilung manuell oder ferngesteuert verschiebbar sind, so dass diese den jeweils benötigten bzw. nicht benötigten Nullimpulsmarken (4) zuordbar sind.