CN112805538A - 包括长度测量装置的线性导引器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线性导引器，该线性导引器包括在导引导轨(2)上布置成能够纵向移位的导引托架(1)并且包括设置在导引导轨(2)上的用于确定导引托架(1)位置的长度测量装置(5)，该长度测量装置具有两个测量头部(6)和在导引导轨(2)上并排布置的两个轨道(7，8)，所述轨道中的每个轨道被分配给测量头部(6)中的一个测量头部。每个所述轨道(7，8)具有沿着轨道(7，8)一个接一个布置的多个尺寸测量件(9，14)，其中，在重叠区域(x1，yn，z1)中，两个轨道(7，8)的尺寸测量件(9，14)彼此重叠。

Description

包括长度测量装置的线性导引器
技术领域
本发明涉及具有长度测量装置的线性导引器，该线性导引器具有布置成能够在导引导轨上纵向移位的导引托架。
背景技术
从EP2034201 B1已知了根据权利要求1的前序部分的特征的线性导引器。该线性导引器设置有长度测量装置，该长度测量装置设置成用于确定导引托架在导引导轨上的位置，该长度测量装置具有两个测量头部和在导引导轨上并排布置的两个轨道，两个轨道中的每个轨道被分配给测量头部中的一个测量头部。由带制成的尺寸测量件附接至导引导轨。在磁性编码的尺寸测量件的情况下，带的长度受可用磁化系统的大小和可以显示的符号的限制的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种根据权利要求1的前序部分的特征的线性导引器，该线性导引器促成可靠地工作并且制造便宜的长度测量装置。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的线性导引器来实现。
该线性导引器设置有布置成能够在导引导轨上纵向移位的导引托架，并且该线性导引器设置有设置成用于确定导引托架在导引导轨上的位置的长度测量装置。设置有可以与导引托架一起移动的两个测量头部以及在导引导轨上并排布置的两个轨道，两个轨道中的每个轨道被分配给测量头部中的一个测量头部。根据本发明，轨道各自设置有沿着轨道一个接一个布置的多个尺寸测量件。布置在两个轨道上的尺寸测量件在重叠区域中彼此重叠。
本发明的优点可见于以下事实：例如由钢制成的短带件可以用作尺寸测量件，如下面将进一步解释的那样，尺寸测量件容易具有增量编码或绝对编码，或者还具有唯一的标识符。一个轨道的尺寸测量件与另一个轨道的尺寸测量件重叠。测量头部以如下方式布置：当越过导引导轨时，两个测量头部中的一个测量头部总是经由一个轨道的尺寸测量件或经由另一个轨道的尺寸测量件接收信号。
这意味着两个轨道的尺寸测量件可以布置成具有间隙，即布置成彼此之间具有轴向距离。一个轨道中的间隙通过相邻轨道的尺寸测量件来桥接。
尺寸测量件具有可以绝对或增量编码的位置符号。例如位置符号可以以mm距离的分隔的形式或以绝对位置符号的二进制表示的形式提供。
有利地，重叠区域s大于测量头部的信号检测宽度b。一旦一个轨道上的一个测量头部不再检测到信号，就可以确保另一个轨道上的另一个测量头部进行信号检测。
测量头部可以沿导轨轴线的方向布置在相同的高度处，或者也可以彼此轴向偏移一轴向偏移量v，这将在下面进行详细讨论。
有利的进一步改进提供的是：尺寸测量件各自具有唯一的标识符，该唯一的标识符与其他尺寸测量件的标识符不同。一旦测量头部进入这一尺寸测量件的检测范围，该标识符就可以用于确定测量头部位于哪个尺寸测量件上。因此，除了读取——例如，增量式——位置符号外，还可以进行精确的位置确定。
有利的进一步改进提供的是：每个重叠区域的大小与所有其他重叠区域的大小不同。在这种情况下，在两个轨道中，唯一的标识符可以省略：两个测量头部在重叠区域上行驶过并检测重叠区域的轴向范围，该轴向范围沿着导引导轨是唯一的。如果重叠区域沿着导引导轨的布置是固定的，则因此可以通过行驶过重叠区域来检测测量头部恰好位于哪个尺寸测量件处。
如果轨道的尺寸测量件彼此以一轴向距离布置，则有利的进一步改进提供了在彼此相邻布置的尺寸测量件之间插入填充件。然后，这些填充件可以确保轨道的均匀轮廓，而没有间隙和边缘。
导引托架以已知的方式承载测量头部并且通过两个腿部围绕导引导轨，导引导轨在其两个纵向侧部中的至少一个纵向侧部上设置有两个轨道。然而，出于空间原因，特别是在导引导轨的横截面较小的情况下，将一个轨道布置在一个纵向侧部上而将另一个轨道布置在另一个纵向侧部上可能是有用的。
附图说明
下面参照以总共12个附图示出的多个示例性实施方式更详细地说明了本发明。在附图中：
图1示出了第一线性导引器的视图，
图2示出了穿过图1的线性导引器的横截面，
图3示出了另一线性导引器的视图，
图4示出了穿过图3的线性导引器的横截面，
图5示出了基于根据图1的线性导引器的长度测量装置的第一实施方式，
图6示出了图5的截面，其示意性地指示了长度测量装置的轨道，
图7示出了基于根据图1的线性导引器的长度测量装置的第二实施方式，
图8示出了图7的截面，其示意性地指示了长度测量装置的轨道，
图9示出了基于根据图3的线性导引器的长度测量装置的第三实施方式，
图10示出了图9的截面，其示意性地指示了长度测量装置的轨道，
图11示出了基于根据图3的线性导引器的长度测量装置的第四实施方式，
图12示出了图11的截面，其示意性地指示了长度测量装置的轨道，
图13示出了描述确定导引托架的位置的表格，以及
图14示出了与图13中的表格有关的示例性实施方式。
具体实施方式
图1和图2示出了具有第一类型的测量头部装置的线性导引器。导引托架1在导引导轨2上布置成能够纵向移位。示例性实施方式具有带滚动元件返回的四排再循环滚子轴承。导引托架1通过两个腿部3围绕导引导轨2接合，所述两个腿部的一个端部通过背部4彼此连接。
提供了长度测量装置5，在图1和图2中可以清楚地看到该长度测量装置的两个测量头部6，两个测量头部中的每个测量头部布置在腿部3中的一个腿部上。
图3和图4示出了具有第二类型的测量头部装置的线性导引器，该第二类型的测量头部装置与上述装置的不同之处仅在于，两个测量头部6布置成轴向偏移了量Δ。
图5和图6示出了长度测量装置5的第一实施方式。可以示意地看到导引托架1，其中，两个测量头部6安装在相同的轴向高度处并且具有信号检测宽度b。
在导引导轨2的彼此背向的两个纵向侧部上，存在具有尺寸测量件9的轨道7、8，尺寸测量件一个接一个地轴向布置。每个尺寸测量件9具有刻度，该刻度在示例性实施方式中由线序指示。此处，例如，可以形成数字的数值序列，例如诸如1、2、3、4之类，数字的数值序列指示尺寸测量件9上的位置。这种刻度形成位置符号10。
每个尺寸测量件9还具有唯一的标识符11。位于尺寸测量件9的检测区域中的测量头部6接收具有该标识符11的信号。以这种方式，可以确定所讨论的测量头部6位于一个接一个布置的尺寸测量件9中的哪个尺寸测量件上。
在所描述的所有示例性实施方式中，尺寸测量件9由固定至导引导轨2的带件12形成在两个轨道7、8上。
在该示例性实施方式中，所述多个带件12以轴向偏移量v一个接一个地布置。轴向偏移量v小于带件12的长度。由偏移量v产生的间隙由填充件13填充，使得轨道7、8在其轴向延伸部上具有均匀的闭合横截面。
在两个轨道7、8中，带件12以如下方式彼此偏移：一个轨道7、8的带件12与另一个轨道的轴向偏移量v重叠，并且另一个轨道7、8的两个带件12轴向重叠了重叠区域x1，该重叠区域限制了该轴向偏移量v。重叠区域x1大于测量头部6的信号检测宽度b。
当测量头部6扫描导引导轨2的两个轨道7、8时，两个测量头部6中的一个测量头部始终接收带有被行驶过的带件12的标识符11的信息。重叠区域x1确保两个测量头部中的至少一个测量头部可以读取标识符11中的一个标识符。在重叠区域中，两个测量头部6均接收被行驶过的带件12的相应的标识符11。
因此，尺寸测量件9的序列与由位置符号10提供的信息一起使得能够清楚地确定导引托架1在导引导轨2上的位置。
图7和图8中所示的示例性实施方式相对于上述示例性实施方式的不同之处在于，其具有改进的尺寸测量件14，尺寸测量件也由带件15形成并且沿着轨道7、8以改进的布置方式来布置。
尺寸测量件14仅具有位置符号16，所述位置符号在示例性实施方式中由数字1到L最大的数字递增序列指示。
如在先前描述的示例性实施方式中那样，一个轨道7、8的带件14与另一个轨道7、8的相邻带件14在重叠区域y1、y2、y3、yn中重叠。每个重叠区域在其量方面是唯一的，并且在示例性实施方式中，从左到右稳定地增加。当行驶过重叠区域yn时，测量头部6读取所检测的值yn，并且可以基于所述测量头部的一次性分配而被分配给导引导轨2的特定部分。结合所检测的位置符号16，可以相应地确定导引托架1在导引导轨2上的精确位置。
图9和图10中所示的示例性实施方式相对于第一示例性实施方式的不同之处在于，其具有两个测量头部6在导引托架1上的改进的布置方式以及改进的重叠区域z1。
两个测量头部6彼此轴向偏移了量Δ。一个轨道7、8的每个带件12与另一个轨道7、8的两个相邻的带件12重叠：在一个轴向端部处重叠了重叠区域z1而在另一个轴向端部处重叠了重叠区域z1+Δ。因此，当行驶过导引导轨2时，可以容易地确定导引托架1在导引导轨2上的位置。
图11和图12中所示的示例性实施方式相对于根据图7和图8的示例性实施方式的不同之处主要在于，其具有两个测量头部6在导引托架1上的改进的布置方式以及带件12的合适的重叠。
两个测量头部6布置成彼此轴向偏移了量Δ。一个轨道7、8的每个带件12与另一个轨道7、8的两个相邻的带件12重叠：在一个轴向端部处重叠了重叠区域yn而在另一个轴向端部处重叠了重叠区域yn+Δ。如在根据图7和图8的示例性实施方式中那样，其量不断增加的yn使得导引托架1的位置能够清楚地分配给导引导轨2上的部分。因此，当行驶过导引导轨时，可以容易地确定导引托架1在导引导轨2上的位置。
图13和图14对应于图5和图6中所示的示例性实施方式。将参照图13和图14详细描述导引托架1在导引导轨2上的位置检测的序列。
为了示例性计算，在两个测量头部(6a)与(6b)之间进行区分。在该示例中，假定单个带的编码长度L最大为1000mm。在根据图14的表格中，尺寸测量件的零点被指示为“0”。根据图14的表格连续示出了测量导引托架的相应的位置：位置1至位置15。选择的位置在图14中进行了标记。
根据图13的表格的最后一列是逐行编号的。
第2行和第3行针对沿着轨道7的相应的位置和由测量头部(6a)在相应的带件12上检测到的长度位置L(6a)再现了标识符11“ID”。指示了具有测量值的位置(例如，位置2)，每个测量值的范围为1mm至1000mm。没有测量值的区域指示行驶过的没有带件12的部分。
第4行和第5行以对应的方式示出了针对轨道8的测量值。
第6行至第8行包含计算整个行进距离L总所需的数据：相对于尺寸测量件9的零点在相应的位置处行驶过的节点的数目s和其他数据：
第6行连续示出了两个轨道7和8的节点的总数目“s”12。
两个轨道7和8的带件12的彼此重叠的区域在第7行中以“X1”指示。在示例性实施方式中，X1是恒定值d＝6mm。
X1＝L最大-最大值(L6a；L6b)+最小值(L6a；L6b)
示例，位置4：x1＝L最大-L(6a)+L(6b)＝1000-998+4＝6
示例，位置17：x1＝L最大-L(6b)+L(6a)＝1000-998+4＝6
现在第8行示出了相应的位置的累积偏移量∑d，即，在整个测量长度上的累积重叠区域d。在本示例中，d＝x1，并且由于x1是常数，因此在这种情况下∑d也与节点的数目s*x1相对应。根据设计，在测量装置进入操作时，必须通过“示教运行”来记录并保存这些值。
现在第9行和第10行示出了针对每个测量头部(6a和6b)计算的总长度L总，总长度L总如下进行计算：
L总(6a)＝(s×L总)+L(6a)–∑d
L总(6b)＝(s×L总)+L(6b)–∑d
表格还示出了在重叠节点的区域(位置4、7、10、13)中，在值L总(6a)和L总(6b)中存在差异。这是由于使用节点的数目s对计算进行栅格化导致的。这两个值中的较小值是到导轨线的零点0的正确长度L总。
在第11行中，得出L总：L总＝最小值[L总(6a)；L总(6b)]。
附图标记列表
1 导引托架 2 导引导轨 3 腿部 4 背部 5 长度测量装置 6 测量头部 7轨道 8 轨道 9 尺寸测量件 10 位置符号 11 标识符 12 带件 13 填充件 14尺寸测量件 15 带件 16位置符号。

Claims (9)

1.一种线性导引器，所述线性导引器具有布置成能够在导引导轨(2)上纵向移位的导引托架(1)，并且所述线性导引器具有设置成用于确定所述导引托架(1)在所述导引导轨(2)上的位置的长度测量装置(5)，所述长度测量装置具有两个测量头部(6)和在所述导引导轨(2)上并排布置的两个轨道(7，8)，所述轨道中的每个轨道被分配给所述测量头部(6)中的一个测量头部，其特征在于，所述轨道(7，8)各自具有沿着所述轨道(7，8)一个接一个布置的多个尺寸测量件(9，14)，其中，两个轨道(7，8)的所述尺寸测量件(9，14)在重叠区域(x1，yn，z1)中彼此重叠。
2.根据权利要求1所述的线性导引器，所述线性导引器的重叠区域(x1，yn，z1)大于测量头部(6)的信号检测宽度(b)。
3.根据权利要求1或2所述的线性导引器，所述线性导引器的测量头部(6)沿导轨轴线的方向布置在相同的高度处。
4.根据权利要求1或2所述的线性导引器，所述线性导引器的测量头部(6)沿导轨轴线的方向相对于彼此具有轴向偏移量(Δ)。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的线性导引器，所述线性导引器的尺寸测量件(9，14)各自具有唯一的标识符(11)，所述唯一标识符与其他尺寸测量件(9，14)的标识符(11)不同。
6.根据权利要求1至5中的任一项、权利要求1所述的线性导引器，其中，每个重叠区域(x1，yn，z1)的大小与所有其他重叠区域(x1，yn，z1)的大小不同。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的线性导引器，所述线性导引器的所述尺寸测量件(9，14)沿着所述轨道(7，8)其一布置并且布置成彼此以轴向偏移量(v)轴向间隔开，并且在彼此相邻布置的尺寸测量件(9，14)之间插置有填充件(13)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的线性导引器，所述线性导引器的导引托架(1)承载所述测量头部(6)并且通过两个腿部(3)围绕所述导引导轨(2)，其中，所述导引导轨(2)在所述导引导轨的两个纵向侧部中的至少一个纵向侧部上设置有所述两个轨道(7，8)。
9.根据权利要求8所述的线性导引器，所述线性导引器的一个轨道(7，8)布置在一个纵向侧部上，而所述线性导引器的另一个轨道(7，8)布置在相反的纵向侧部上。
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