CN111121834A - 位置测量机构的探测单元 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种位置测量机构的探测单元。探测单元（2）包括壳体（21），所述壳体由基体（22）和固定在所述基体（22）处的盖子（23）构成。在所述基体（22）处构造有多个支架（31、32），在所述多个支架中相应地引入有用于将所述探测单元（2）旋紧到待测量的物件处的孔（41、42）。所述支架（31、32）相应具有如下外轮廓，所述外轮廓与在所述盖子（23）中的空隙（51、52）的内轮廓如下地相对应，使得所述内轮廓和所述外轮廓形成过盈配合，通过所述过盈配合将所述盖子（23）固定在所述基体（22）处。

Description

位置测量机构的探测单元

技术领域

位置测量机构用于确定两个能够相对于彼此运动的结构部件的位置。所述位置测量机构应用在加工机器中用于测量工具关于待加工的工件的相对运动、应用在坐标测量机器中并且也广泛地应用在半导体工业中用于定位并且加工晶片。

位置测量机构由比例尺和探测比例尺的探测单元构成。对于位置测量机构的要求越来越高，目前要求位置测量的较高的分辨率以及较高的准确性和可重复性。对此前提是探测单元的紧凑的并且稳定的机械结构。

背景技术

这种类型的探测单元以及位置测量机构从WO 2015/049176 A1中已知。探测单元由壳体构成，在所述壳体中布置有检测器单元。壳体又由基体和固定在基体处的盖子构成。基体具有多个用于将探测单元旋紧到待测量的物件处的开口。已经认识到的是，将盖子无螺纹地固定在基体处实现紧凑的结构。在此，无螺纹的盖子固定通过接合方法卷曲（Crimpen）来实现。

发明内容

本发明基于如下任务，说明位置测量机构的探测单元，所述位置测量机构的探测单元紧凑地构造并且利用其实现精确的位置测量。

根据本发明，所述任务通过带有权利要求1的特征的探测单元来解决。

根据本发明构造的探测单元包括如下壳体，在所述壳体中布置有用于探测比例尺的检测器单元，其中，所述壳体具有基体和固定在基体处的盖子。基体具有多个用于将探测单元旋紧到待测量的物件处的孔。所述孔被引入支架中，所述支架构造在基体处。支架相应具有如下外轮廓，所述外轮廓与在盖子中的空隙的内轮廓如下地相对应，使得所述外轮廓和所述内轮廓形成过盈配合，通过所述过盈配合将盖子固定在基体处。

带有根据本发明的探测单元的位置测量机构在权利要求12中进行说明。

所述位置测量机构包括比例尺和根据权利要求1的、构造成用于探测比例尺的探测单元。

用于制造根据本发明构造的探测单元的方法在权利要求13中进行说明。

所述用于制造探测单元的方法包括如下方法步骤：

• 提供基体，所述基体具有用于检测器单元的、构造成用于探测比例尺的容纳空间，其中，基体包括多个用于将探测单元旋紧到待测量的物件处的孔，其中，所述孔中的一个孔相应地被引入在基体的支架中；

• 将检测器单元定位并且固定在基体的容纳空间中；

• 提供用于遮盖容纳空间的盖子，其中，将空隙引入在盖子中，其中，相应地所述空隙中的一个空隙与所述支架中的一个支架的外轮廓相对应；

• 通过压紧将盖子固定在基体处，其中，由此，相应地在所述盖子的空隙中的一个空隙的内轮廓与所述支架中的一个支架的外轮廓之间出现过盈配合。

本发明的有利的构造方案从从属权利要求中得知。

附图说明

根据附上的图，根据本发明的探测单元的细节和优点从对实施例的随后的说明中得出。

图1示出带有根据本发明的探测单元的位置测量机构的透视的视图和探测该探测单元的比例尺；

图2示出在盖子被取下时的探测单元；

图3示出探测单元的盖子，以及

图4示出探测单元的基体。

具体实施方式

根据图1至4，根据示例光学长度测量机构来阐释本发明，藉由所述光学长度测量机构应该测量两个能够沿测量方向X相对于彼此移动的物件的相对位置。在此，如在图1中示意性地示出的那样，比例尺1由能够相对于所述比例尺沿测量方向X运动的探测单元2探测。比例尺1具有测量分度11，所述测量分度由探测单元2以反射光线探测。

测量分度11能够是增量的测量分度或还能够使绝对的编码部。

本发明不受限于用于测量分度11的光学的探测的探测单元2，根据本发明的探测单元2备选地还能够构造成用于能够磁性地、感应地或电容地探测的测量分度的探测。

探测单元2具有壳体21，所述壳体由基体22和盖子23构成。基体22与盖子23一起形成关闭的容纳空间，在所述关闭的容纳空间中布置有检测器单元24。检测器单元24包括未示出的照射单元，所述照射单元发出光束，所述光束伸延通过基体22的窗口28并且行进到比例尺1上，在该处由测量分度11取决于位置地经调制地反射并且最终行进到检测器单元24的光敏感的传感器上。在基体22中的窗口28借助于玻璃板封闭，其中，玻璃板能够具有探测板的功能，方式为所述玻璃板设有格栅结构（Gitterstruktur）。检测器单元24能够具有另外的光学构件、如例如透镜以及用于处理探测信号的电的结构元件、例如A/D转换器、放大器、微处理器以及接口单元。

在位置测量时，由检测器单元24生成取决于位置的电的探测信号，所述探测信号经由电的线缆25向外导引。为此，壳体21具有开口。所述开口由第一在基体22中的通道262以及第二在盖子23中的通道263形成。通道262、263分别半圆形地或U形地成形。在通道262、263的区域中，线缆25设有卷曲桶27，线缆25的屏蔽物与所述卷曲桶电连接。所述卷曲桶27在经装配的状态下布置在两个通道262与263之间并且由此接触基体22和盖子23。由此，基体22与盖子23一起形成用于布置在内部空间中的检测器单元24的电磁的遮蔽部。为此，卷曲桶27、基体22和盖子23以有利的方式由导电的金属构成。优选地，基体22以及盖子23由金属锌构成。基体22和盖子23能够成本适宜地以锌压铸方法制造。

图2示出带有在其处取向的并且在其处固定的检测器单元24的基体22。在图2中还示出卷曲桶27如何被装入到基体22的通道262中。卷曲桶27以有利的方式是凸缘套筒（Bundhülse），所述凸缘套筒具有止挡凸缘271，所述止挡凸缘与基体22的凸肩一起形成沿线缆25的牵引方向作用的形状配合并且由此形成用于线缆25的牵引卸载。

探测单元2借助于基体22能够通过旋紧而位置固定地安装在待测量的物件处。探测单元2的旋紧必须特别稳定地并且抗振动地实施。为此，在基体22处构造有多个支架31、32，在所述支架中相应引入孔41、42。支架31、32一件式地构造或模制在基体22处。孔41、42能够是无螺纹的穿通孔，用于将探测单元2旋紧的螺纹紧固件能够穿引通过所述穿通孔。备选地，孔41、42还能够具有用于将螺纹紧固件旋入的内螺纹，其中，在这种情况下，能够涉及穿通的螺纹孔或带有内螺纹的盲孔。

支架31、32分别具有如下外轮廓，所述外轮廓与设置在盖子23中的空隙51、52的内轮廓如下地相对应，使得所述内轮廓和所述外轮廓形成过盈配合，通过所述过盈配合将盖子23固定在基体22处。在经装配的状态下，经压紧的盖子23至少灰尘密封地遮盖检测器单元24。过盈配合通过机械的连接技术建立过盈接合。支架31、32以及空隙51、52对此如下地设计，使得在接合过程之后在接合位置处出现过盈配合。在此，空隙51、52的内轮廓分别在其整个周缘上，也就是说在360°上包围相应的支架31、32的配属于所述空隙的内轮廓的外轮廓。为了形成过盈配合，盖子23沿方向Z相对于基体22被压紧（方向Z在图2中画入）。

为了实现尽可能良好的并且大面积的面配合，特别有利的是，空隙51、52是穿通开口。由此，过盈配合关于整个盖子23的厚度来实施。

当基体22是铸件、例如压铸部件时，出于生产技术的原因支架31、32的外轮廓能够简单地锥状地实施。锥状的构造方案还简化压紧过程时的接合。

此外，支架31、32和/或空隙51、52的外轮廓或侧面能够具有成型部，例如实施为轴线平行的滚花部或以轴线平行的切割部29的形式。当基体22是压铸部件时，切割部29例如具有半圆形的几何形状。通过设置成型部，接合配件的允许的生产公差变大。在这种情况下，过盈配合尤其通过成型部（例如实施为切割部29）的局部的材料变形或材料排挤来形成。

在基体22处以有利的方式设置有盖子侧的端面61、62、63、64，所述盖子侧的端面高出盖子23的外部面并且由此在旋紧探测单元2时与待测量的物件的安装面进入接触中并且作为止挡面起作用。有利的是，在此涉及至少三个端面61、62、63、64，所述端面相互间隔开地布置。根据本发明的有利的设计方案，所述支架31中的至少一个支架能够完全地穿引通过在盖子23中的相对应的空隙51，从而其端面61高出盖子23的外部面230并且形成止挡面。

通过本发明实现探测单元2的紧凑的结构方式。盖子23在没有螺纹紧固件或其它附加的器件的情况下稳定地固定在基体22处。实现盖子23在基体22处的简单的装配并且所需要的结构部件被最小化。尽管紧凑性，带有固定在其中的检测器单元24的基体22能够被稳定地构造并且通过支架31、32的稳定的并且空间节省的布置还能够稳定地位置固定地旋紧到待测量的物件处。通过在盖子23与基体22之间的机械的连接技术过盈接合保证，避免基体22的支承检测器单元24的区域的变形或位移。检测器单元24在基体22处的定位维持并且在过盈接合时不被消极地影响。

Claims (13)

1.位置测量机构的探测单元，带有

壳体（21），在所述壳体中布置有用于探测比例尺（1）的检测器单元（24），其中，所述壳体（21）包括基体（22）和固定在所述基体（22）处的盖子（23），并且其中，所述基体（22）具有多个用于将探测单元（2）旋紧到待测量的物件处的孔（41、42），其特征在于，

在所述基体（22）处构造有多个支架（31、32），其中，在所述支架（31、32）中相应地引入有所述孔（41、42）的一个孔，并且其中，所述支架（31、32）相应具有如下外轮廓，所述外轮廓与在所述盖子（23）中的空隙（51、52）的内轮廓如下地相对应，使得所述外轮廓和所述内轮廓形成过盈配合，通过所述过盈配合将所述盖子（23）固定在所述基体（22）处。

2.根据权利要求1所述的探测单元，其中，在所述基体（22）处设置有盖子侧的端面（61、62、63、64），所述盖子侧的端面高出所述盖子（23）的外部面（230）并且其中所述端面（61、62、63、64）在旋紧到待测量的物件处时作为止挡面起作用。

3.根据权利要求2所述的探测单元，其中，所述端面中的至少一个端面（61）由所述支架中的一个支架（31）形成，方式为该支架穿引通过所述盖子（23）并且高出所述盖子（23）的外部面（230）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的探测单元，其中，所述支架（31、32）的侧面相应具有成型部。

5.根据权利要求4所述的探测单元，其中，所述成型部是沿着所述支架（31、32）伸延的切割部（29）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的探测单元，其中，在所述检测器单元（24）处联接有电的线缆（25），所述电的线缆被向外引导通过在所述壳体（21）中的开口。

7.根据权利要求6所述的探测单元，其中，所述线缆（25）具有卷曲桶（27），所述卷曲桶一方面与所述线缆（25）的屏蔽物导电地连接并且另一方面在所述壳体（21）的开口中电接触。

8.根据权利要求7所述的探测单元，其中，所述壳体（21）的开口由第一在所述基体（22）中的通道（262）和第二在所述盖子（23）中的通道（263）形成，其中，所述卷曲桶（27）布置在所述两个通道（262、263）之间并且电接触所述基体（22）以及所述盖子（23）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的探测单元，其中，所述基体（22）和所述盖子（23）由导电的金属构成。

10.根据权利要求9所述的探测单元，其中，所述基体（22）和所述盖子（23）是锌压铸部件。

11.根据前述权利要求中任一项所述的探测单元，其中，所述孔（41、42）分别具有内螺纹。

12.位置测量机构，所述位置测量机构带有比例尺（1）和根据前述权利要求中任一项所述的用于探测比例尺（1）的探测单元（2）。

13.用于制造探测单元（2）的方法，所述方法带有如下方法步骤：

• 提供基体（22），所述基体具有用于检测器单元（24）的、构造成用于探测比例尺（1）的容纳空间，其中，所述基体（22）包括多个用于将所述探测单元（2）旋紧到待测量的物件处的孔（41、42），其中，所述孔（41、42）中的一个孔相应地被引入在所述基体（22）的支架（31、32）中；

• 将所述检测器单元（24）定位并且固定在所述基体（22）的容纳空间中；

• 提供用于遮盖所述容纳空间的盖子（23），其中，将空隙（51、52）引入在所述盖子（23）中，其中，相应地所述空隙（51、52）中的一个空隙与所述支架（31、32）中的一个支架的外轮廓相对应；

• 通过压紧将所述盖子（23）固定在所述基体（22）处，其中，由此，相应地在所述盖子（23）的空隙（51、52）中的一个空隙的内轮廓与所述支架（31、32）中的一个支架的外轮廓之间出现过盈配合。

Images