CH651386A5

CH651386A5 - Messgeraet, insbesondere laengen- oder winkelmessgeraet.

Info

Publication number: CH651386A5
Application number: CH265381A
Authority: CH
Inventors: Heinz Rieder; Max Schwaiger
Original assignee: Heinz Rieder; Max Schwaiger
Priority date: 1980-06-11
Filing date: 1981-04-23
Publication date: 1985-09-13
Also published as: FR2484634A1; DE3115508C2; ATA305680A; DE3115508A1; AT373690B

Description

Die Erfindung betrifft ein Messgerät, insbesondere ein kannt. Keine der bekannten Einrichtungen kann voll befrie-Längen- oder Winkehnessgerät mit einem Massstab und einer digen. Mitbewegte Kabel bilden eine stetige Störungsquelle entlang dieses Massstabes verstellbaren Abtasteinheit, die bei und beeinträchtigen die Zugänglichkeit zu dem Gerät, in das der Verstellung der Massstabteilung entsprechende elektri- die Messeinrichtung eingebaut ist. Bei Batterien oder auflad-

sche Messsignale erzeugt, welche einer Anzeige- oder Auswer- «o baren Akkumulatoren ist eine dauernde Wartung und Reser-

teeinheit zugeführt werden. vehaltung notwendig, wobei überdies die elektronischen Ein-

Im Normalfall wird bei solchen Messgeräten die Abtast- richtungen auf Spannungsabfall empfindlich sind, so dass einheit gegenüber dem stillstehenden Massstab verstellt, doch trotz aufwendiger Stabilisierungsschaltungen eine latente sind auch Ausführungen bekannt, bei denen der Massstab al- Fehlerquelle gegeben ist.

lein oder Massstab und Abtasteinheit verstellbar sind. « Sinngemäss gleiche Probleme ergeben sich bei anderen

Bei Längen- und Winkelmessgeräten können Massstäbe Messgeräten, bei denen durch Verstellung einer Abtasteinheit mit Inkrementalteilung oder auch mit absoluter Massstabtei- gegenüber einem Massstab Signale z.B. auf magnetischem, in-

lung vorgesehen werden. Bei Inkrementalteilungen ist es be- duktivem oder kapazitivem Wege bzw. mit Hilfe von Ultra-

kannt, an einer oder mehreren Stellen des Massstabes zusätz- schall erzeugt werden. Als Massstab ist jeder mit einer Abtast-

liche Markierungen vorzusehen, die das Einrichten erleich- so einheit zur Erzeugung stellungsabhängiger Signale geeignete tern bzw. nach Betriebsunterbrechungen oder Betriebsstörun- Bauteil zu verstehen.

gen eine neue Eichung oder das Anfahren vorbestimmter Po- Bei der Weiterleitung der Messsignale zu zentralen bzw. sitionen mit dem Schlitten od.dgl., in dem die Abtasteinheit ortsfesten Anzeige- oder Steuereinrichtungen über Kabel eruntergebracht ist, erleichtern. Diese Markierungen werden gibt sich wieder das Problem der richtigen Kabelfuhrung und meist zur Erzeugung besonderer Markierungssignale aus- 55 die durch jedes Schleppkabel bedingte Störanfälligkeit, genützt. Das Messgerät nach der Erfindung ist dadurch gekenn-Über die erzeugten elektrischen Signale können Zähler zeichnet, dass für die elektrische Versorgung wenigstens der und nachgeordnete Anzeigeeinrichtungen betätigt werden. Abtasteinheit ein mittels der verstellbaren Abtasteinheit, bei Es ist auch bekannt, die bei der Abtastung des Massstabes der Verstellung antreibbarer Kleingenerator vorgesehen ist. erhaltenen Signale einer Steuereinrichtung für eine Werkzeug- so Eine Grundüberlegung war es, dass bei Messeinrichtun-maschine od.dgl. zuzuführen und bei der Steuerung dieser gen der gegenständlichen Art immer eine Relativverstellung Maschine zu verwenden. Ferner ist es bekannt, am Messgerät zwischen Abtasteinheit und Massstab vorkommt, also eine selbst Anzeigeeinrichtungen vorzusehen und die Signale über für den Antrieb eines Kleingenerators ausnützbare Bewegung Kabel einer zentralen Registriereinrichtung bzw. einer sonsti- vorhanden ist. Der vorgesehene Kleingenerator kann über gen ortsfesten Anzeige- oder Auswerteeinheit zuzuführen. Die & eine Pufferbatterie in den Versorgungsstromkreis aufgenom-elektrischen Messsignale können nach verschiedenen Mess- men werden. Man kann entweder eine vollständige Versor-prinzipien erzeugt werden. Neben einer induktiven oder ka- gung der elektrischen Teile des Messgerätes vom Kleingenera-pazitiven Erzeugung wegabhängiger Signale werden vor al- tor oder auch nur eine Notversorgung der Abtasteinheit selbst

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oder eines mit ihr verbundenen Speichers, z.B. eines Null- Fig.3 in einer der Fig.2 entsprechenden Darstellungsweise punktspeichers, vorsehen. In den meisten Fällen wird man eine Ausführungsvariante und auch Sparschaltungen verwenden, bei einem Handmessgerät Fig.4 eine Maschine mit einem aufgebauten Längenmess-

mit Zähl- und Anzeigeeinrichtung beispielsweise die Anzeige gerät, schematisiert in Ansicht.

über eigene Schalter aus- und einschaltbar ausbilden, so dass 5 Bei der Schiebelehre nach den Fig. 1 und 2 ist in an sich be-das Messergebnis zwar im Zähler vorhanden ist, aber nur im kannter Weise eine mit der einen Messbacke 1 verbundene Bedarfsfall auf die Anzeige abgerufen wird. Der vorgesehene Massstabschiene 2 vorhanden, wobei angenommen wird, Ein- Ausschalter für die Anzeige kann als Berührungsschalter dass auf der Massstabschiene 2 ein eingesetzter Massstab 3, ausgebildet sein. Auch beim ortsfesten Einbau der Messein- beispielsweise mit Inkrementalteilung, angebracht ist. Es ist richtung in eine Maschine kann man mit einfachen Mitteln i0 in an und für sich üblicher Weise ein mit dem zweiten Messeine ausreichende Versorgung durch den Kleingenerator da- Schenkel 4 verbundener Gleiter 5 vorhanden, der auf der durch erzielen, dass beispielsweise während des gesamten Ma- Schiene 2 in Längsrichtung verstellbar geführt ist und eine schinenbetriebes bei mitlaufender Messeinrichtung der Gene- Abtasteinheit zur Abtastung des Massstabes 3 sowie eine An-rator im Betrieb bleibt, die Messeinrichtung aber nur für die zeigeeinheit 6 enthält. Bei Verwendung einer Inkrementaltei-tatsächlich notwendigen Messvorgänge eingeschaltet wird. 15 lung am Massstab 3 mit gleichgrossen Strichen und Lücken Durch das dauernde Nachladen einer vorgesehenen Puffer- kann man die Rückseite des Massstabes 3 verspiegeln und batterie wird eine konstante Versorgungsspannung erhalten. eine opto-elektronische Abtasteinheit mit Leuchtdioden, Ab-

Nach einer möglichen Ausbildung kann bei einem Län- lesegittern und Fototransistoren vorsehen, die bei der Abta-

genmessgerät ein durch Drehung antreibbarer Kleingenerator stung des Massstabes etwa sinusförmige Signale, deren Länge in einem die Abtasteinheit enthaltenden Schlitten angeordnet 20 der Massstabteilung entspricht und die gegeneinander pha-

und über ein Antriebsrad antreibbar sein, das in abwälzen- senverschoben sind, erzeugen. Die Abtasteinheit und eine dem Eingriff mit einer parallel zum Massstab an diesem ange- nachgeordnete Auswerteeinheit wurden im Blockschema brachten Führungsbahn steht. nach Fig.2 mit 7 bezeichnet. Diese Auswerteeinheit kann Ver-

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Kleingenera- stärker, Einrichtungen zur weiteren elektronischen Untertei-

tor als Linearmaschine auszubilden, deren Linearteil parallel 25 lung des Massstabes und einen Vor-Rückwärtszähler enthal-

zum Massstab an diesem und dessen anderer Teil in einem mit ten, der die digitale Anzeigeeinheit 6 steuert.

der Abtasteinheit verstellbaren Schlitten angeordnet ist. Der Zur Stromversorgung dient ein drehend antreibbarer, im

Linearteil kann aus einem nebeneinander eine Vielzahl von Gleiter 5 untergebrachter Kleingenerator 8, der über ein Rit-

Dauermagneten tragenden Band bestehen. zel 9 antreibbar ist, das mit der als Zahnstange 10 ausgebilde-

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Anzeige- 30 ten Unterseite der Schiene 2 kämmt. Der Generator 8 speist bzw. Auswerteeinheit ortsfest angeordnet und zwischen Ab- eine Pufferbatterie 11, von der die Versorgungsleitung für die tasteinheit und Anzeige- bzw. Auswerteeinheit eine drahtlose Abtast-, die Auswerte- und die Anzeigeeinheit 6,7 ausgeht.

Übertragungsstrecke mit Sender und Empfanger, insbeson- Bei der Ausführung nach Fig.3 ist im untersten Randbe-

dere IR (Infrarot)- oder US (Ultraschall)- Übertragungs- reich der Schiene 2 der Linearteil 12 einer den Kleingenerator strecke vorgesehen sein, deren mit der Abtasteinheit verbun- 35 bildenden Linearmaschine parallel zum Massstab 3 angeord-

dener Sender im Versorgungskreis des Kleingenerators liegt. net. Der andere Teil 13 der Linearmaschine ist mit dem Glei-

Hier kann auch am Schlitten eine Anzeigeeinheit vorhanden ter verbunden und speist wieder die Batterie 11.

sein. Die Übertragungsstrecke dient zur Steuerung einer Zen- Bei der Maschine nach Fig.4, die eine Werkzeugmaschine tralanzeige bzw. Zentralsteuereinrichtung. Es ist kein Verbin- sein kann, ist am Maschinenbett 14 ein Inkrementalmassstab dungskabel zum Schlitten mehr notwendig. Vorzugsweise 40 15 angeordnet. Die Abtasteinheit für diesen Massstab ist in ei-werden nur die für die Erfassung der Messsignale unbedingt nem Schlitten 16 untergebracht, der wieder ein Ritzel 17 zum benötigten Einrichtungen am Schlitten und alle anderen Ein- Antrieb eines Kleingenerators aufweist und auch die Batterie richtungen im ortsfesten Bereich des Messgerätes angeordnet. 11 enthält. Die Messsignale werden einem ebenfalls vom Eine IR- Übertragungsstrecke kann über Reflektoren mehr- Kleingenerator versorgten Sender 18, beispielsweise einem fach umgelenkt werden. Im einfachsten Fall wird aber der 45 IR- Sender zugeführt und werden drahtlos über eine Übertra-Empfänger der Übertragungsstrecke im einen Massstabend- gungsstrecke 19 zu einem Empfänger 20 übertragen. Selbstbereich ortsfest angeordnet. verständlich können auch mehrere Sender und Empfänger

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand parallel angeordnet sein, die beispielsweise bei versetzten Fo-

von Längenmessgeräten beispielsweise veranschaulicht. Es todioden mit je einer Fotodiode verbunden sind. Die vom zeigt: _ so Sender 20 empfangenen Signale werden in einem ortsfesten

Fig. 1 ein ähnlich einer Schiebelehre ausgebildetes Messge- Teil 21 des Messgerätes weiterverarbeitet und umgeformt und rät in Ansicht, steuern in weiterer Folge eine Anzeigeeinrichtung 22.

Fig.2 einen Querschnitt durch die Schiebelehre nach Fig. 1 und ein Blockschema der Abtast- und Anzeigeeinheit,

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE lem in der Längen- und Winkelmessung, insbesondere bei In-

1. Messgerät, insbesondere Längen- oder Winkelmessge- krementalteilungen, häufig optisch ablesbare Massstäbe verrät, mit einem Massstab und einer entlang dieses Massstabes wendet, die über opto-elektronische Aufnehmer der Abtastverstellbaren Abtasteinheit, die bei der Verstellung der Mass- einheit abgelesen werden. Hier werden meist zur Beleuchtung Stabteilung entsprechende elektrische Messsignale erzeugt, 5 des Massstabes Leuchtdioden und zur Ablesung Fototransi-welche einer Anzeige- oder Auswerteeinheit zugeführt wer- stören verwendet. Bei bekannten Ausführungen werden in der den, dadurch gekennzeichnet, dass für die elektrische Versor- Ableseeinheit Ablesegitter angebracht, durch die hindurch die gung wenigstens der Abtasteinheit (5,16) ein mittels der ver- Ablesung des Massstabes erfolgt, so dass bei der Relativverstellbaren Abtasteinheit bei der Verstellung antreibbarer Stellung von Massstab und Ableseeinheit etwa sinusförmige Kleingenerator (8,12,13) vorgesehen ist. io Signale erzeugt werden, deren Länge der Massstabteilung ent-
2. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, spricht. Durch versetzte Anordnung der Abtasteinheiten kön-dass ein durch Drehung antreibbarer Kleingenerator (8) in ei- nen phasenverschobene Signale erzeugt werden, die eine nem die Abtasteinheit enthaltenen Schlitten (5,16) angeord- Richtungserkennung ermöglichen, welche zur Umsteuerung net und über ein Antriebsrad (9,17) antreibbar ist, das in ab- eines Vor-Rückwärtszählers ausnützbar ist und die überdies wälzendem Eingriff mit einer parallel zum Massstab (3,15) an is mit vergleichsweise einfachen Mitteln auf elektronischem diesem angebrachten Führungsbahn (10) steht. Wege eine weitere Unterteilung des Massstabes zulassen. Ne-
3. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ben den erwähnten festen Markierungen zur Festlegung be-dass der Kleingenerator als Linearmaschine ausgebildet ist, stimmter Massstabpunkte gibt es auch eine elektronische deren Linearteil (12) parallel zum Massstab (3) an diesem und Markierung, bei der wählbare Massstabpunkte durch Spei-deren anderer Teil (13) in einem mit der Abtasteinheit ver- 20 cherung festgelegt werden, wobei im einfachsten Fall bei einer stellbaren Schlitten(5) angeordnet ist. Längenmesseinrichtung der Vor- Rückwärtszähler beim Er-
4. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch reichen eines solchen Massstabpunktes auf Null gesetzt wird, gekennzeichnet, dass die Anzeige- bzw. Auswerteeinheit (21, In jedem Fall ist für die Signalerzeugung, die Signalauswer-22) ortsfest angeordnet und zwischen Abtasteinheit (16) und tung, -Übertragung, die Anzeige des Messergebnisses und die Anzeige- bzw. Auswerteeinheit eine drahtlose Übertragungs- 25 meist vorhandenen weiteren Einrichtungen innerhalb der Si-strecke (19) mit Sender (18) und Empfänger (20), insbeson- gnalerzeugungs- und Auswerteeinheit z.B. die Speicherung ei-dere eine IR- oder US-Übertragungsstrecke vorgesehen ist, nes wählbaren Nullpunktes, eine Stromversorgung notwen-deren mit der Abtasteinheit (16) verbundener Sender (18) im dig. Bei eingebauten Messgeräten werden die am verstellba-Versorgungskreis des Kleingenerators hegt. ren Teil vorgesehenen Einrichtungen über Kabel versorgt. Bei
5. Messgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 30 einer fotoelektrischen Abtasteinheit wird die Lichtversorgung dass der Empfänger (20) der Übertragungsstrecke im einen auch von ortsfest angebrachten Lampen über ein flexibles Massstabendbereich ortsfest angeordnet ist. Glasfaserkabel vorgenommen.

Bei Handmessgeräten, z.B. Schiebelehren oder mikrome-

terähnlichen Messgeräten, ist eine Versorgung über einge-

35 baute Batterien oder wiederaufladbare Akkumulatoren be-