CN1303399C - 探测系统 - Google Patents

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Abstract

一种探测系统由一个探测头(3)和一个与该探测头远离定位的接收单元(4)所组成，通过使接收单元(4)的窗口(44)具有一个导电覆层(45)使得该探测系统对于电磁干扰辐射是不敏感的。

Description

探测系统
技术领域
本发明涉及一种探测系统，该系统包括：一个用于检测的探测头，该探测头具有至少一个用于根据所检测的探测信号来发射红外线的发射元件；还包括一个接收单元，它具有一个壳体，在该壳体中设置至少一个红外接收器以及一个处理单元，其中壳体具有一个用于透穿红外线的窗口。
背景技术
这种探测系统用于确定一个机床或一个坐标标测量机的一个工件或一个刀具的相对位置或表面坐标。
该探测系统由一个探测头组成，该探测头数控地探测工件或刀具，并在探测时产生一个探测信号。在探测头上设置至少一个用于根据探测信号发射红外线的发射元件。这种红外线被传递到一个与探测头分开设置的接收单元，该接收单元将所接收的红外线转换成一个触发信号并将这个触发信号传递到控制探测头的运动控制机构。
例如在DE 34 22 180 C2中描述了一种这样的探测系统。接收单元由一个壳体组成，该壳体的开孔用一个对于红外线透明的窗口所覆盖。此外在该窗口中设有一个用于剔出可见光的红外线过滤器。
对这种探测系统的要求总是越来越高。一方面，该探测系统即使在探测头与接收单元之间存在相对较大距离时也还应该能够实现功能，另一方面探测系统要更加放弃干扰源-辐射的机构，如功率增强型驱动机构。
发明内容
因此本发明的任务是，提高探测系统的功能可靠性。
这个技术问题通过本发明涉及一种探测系统得以解决，该系统包括：一个用于检测的探测头，该探测头具有至少一个用于根据所检测的探测信号来发射红外线的发射元件；还包括一个接收单元，它具有一个壳体，在该壳体中设置至少一个红外接收器以及一个处理单元，其中壳体具有一个用于透穿红外线的窗口。根据本发明，所述窗口具有一层使壳体的内部空间免受电磁干扰的屏蔽层。
根据本发明，所述屏蔽层是窗口的一层导电的且红外线能透穿的覆层。
在一种优选方案中，所述覆层设置在窗口的内侧。
特别有利的是，所述壳体由一个导电的基体组成，该基体与一个基准电位连接，所述屏蔽层与基体导电地连接。
在另一种优选方案中，所述基体具有一圈装配法兰，所述窗口具有一圈导电涂覆的固定法兰，由此使覆层与基体导电连接。
有利的还在于，所述处理单元具有一个放大电路。
有利的是，在所述壳体中设置多个红外接收器，该红外接收器都连接到用于形成一个触发信号的处理单元上。
根据本发明，所述多个红外接收器相互并联。
在一种优选方案中，在所述壳体中对接收单元附加地设置至少一个用于穿过窗口发射红外线的发射元件；并且在探测头上设置至少一个用于接收所述由接收单元中的发射元件发射的红外线的红外接收器。
特别有利的是，在所述探测头中的红外接收器前面设置一个用于透穿所述由接收单元中的发射元件及探测头中的发射元件所发射的红外线的窗口，该在所述探测头中的红外接收器前面设置的窗口具有一个使探测头的内部空间免受电磁干扰的屏蔽层。
在另一种优选方案中，所述探测头的窗口附加地遮盖该探测头中的发射元件。
附图说明
借助于下面的附图由对下面的实施例的描述给出本发明的细节以及优点。附图示出：
图1 在一个数控机床上的一个探测系统，
图2 探测系统的接收单元的纵剖面图，
图3 图2中接收单元的横截面图I-I，
图4 具有放大表示的涂层的接收单元的窗口，
图5 另一窗口，
图6 探测头的剖面图。
具体实施方式
按照本发明的探测系统与机器、如机床或坐标测量机的运动控制机构一起运行。在图1中运动控制机构是一个数字控制器1，而机器是一个机床2。该探测系统由一个探测头3和一个接收单元4组成。为了测量一个工件5，所述探测头3借助于控制器1相对于工件5数控地移动。为此至少一个驱动器6与控制器1连接。所述探测头3的运动由至少一个位置测量机构7获得。该探测头3的触针31在工件5上的一次探测在探测头3中产生一个探测信号。探测信号的产生以公知的方法通过一个运动检测器、例如以一个光电栅栏形式实现，该光电栅栏检测触针31的偏转。探测信号通过一个发射元件32转换成红外线A并无线地传输到接收单元4。该接收单元4具有至少一个用于接收这种红外线A的红外接收器41。该红外线A被转换成触发信号AT，该信号被传递到控制器1并使驱动器6停止以及接受或存储从位置测量机构7在探测时刻所获得的瞬时位置P。
在图2至4中详细示出所述接收单元4。它由一个壳体42组成，在该壳体的内部设置红外接收器41。所述壳体42由一个导电基体43组成，它与一个基准电位E连接，并与一个可透穿红外线A的由塑料或玻璃制成的窗口44连接。该窗口44具有一个使壳体42的内部空间免受电磁辐射的、以导电覆层45形式的屏蔽层。如图4所示那样，这个覆层45位于窗口44内侧并由此免受环境影响。该覆层45放置在窗口44的固定法兰46的面对基体43的底侧面上，由此使这个覆层在与基体43的装配法兰47的端面螺栓连接面的装配状态中进行良好的电接触，并由此与基准电位E实现电连接。
这样选择该窗口44的覆层45，使它能够通过波长约880nm的红外线A能够穿过该覆层而没有额定值损失，但是屏蔽电磁干扰。这些电磁干扰尤其是按照EMV测试的专业基础标准EN 61000-6-2定义的干扰，并且尤其包括频率范围约为80至1000MHz的电磁场。该窗口44最好由塑料制成而导电覆层45是一种金属氧化物，尤其是一种半导体金属氧化物或厚度为几纳米的银层。为了改善红外线A的传输，一个具有反射抑制层、即一个附加的减反射层的多层系统是特别有利的。
在图示示例中所述覆层45完全平面地涂覆到窗口44上。但是也可以以图5所示的网格45.1或其它图形形状只部分地涂覆并且也可以与基体43结合构成一个法拉第笼(Faradayscher Kfig)，用于至少一个设置在壳体42的内部空间中的红外接收器41。
所述基体43在示例中是一个稳定的金属体，但是它同样可以由塑料制成，它通过添加物导电地构成或进行导电地覆层。
在机床2中对可靠性的要求越来越高。也就是必需保证，所述驱动器6在探测时可靠地停止。为此红外线A必需由接收单元4修正并快速检测。但是，一方面机床2的工作空间变得越来越大，使得探测头3与接收单元4之间的传递路程同样变得越来越长，而另一方面驱动器6功率一直越来越大，并由此使所产生的电磁干扰辐射范围总是变得更广。现在通过本发明，这些干扰辐射不再能够影响接收单元4。用于红外接收器41输出信号的滤波费用更少并且可以使无干扰的输出信号更加放大，由此使红外线A即使在一个长的传递距离上也可以可靠地检测，并可以转换成触发信号AT。为了将红外接收器41的输出信号转换成触发信号AT，设有一个处理单元48，它具有至少一个位于屏蔽壳体42中的放大电路48.1。
为了提高接收单元4的灵敏性，这个单元具有多个红外接收器41，其输出信号一起接入到处理单元48上，用于形成触发信号AT。为了尽可能迅速地检测到由探测获得的红外线A并将其转换成一个抗干扰的触发信号AT，将多个红外接收器41相互并联。由此为放大电路48.1提供一个更高的并联电路输入电流，并使输入电流与放大电路48的噪声之间的比例加大。
在图2和3中所示的接收单元4附加地包括多个发射元件49，用于将红外线B通过窗口44在探测头3方向上发射。为了接收这个红外线B，在探测头3上设置至少一个红外接收器33。如图6所示，在这个红外接收器33的前面设置一个用于透穿红外线B的窗口34，它具有一个使探测头3的内部空间免受电磁辐射的导电覆层35形式的屏蔽层。有利的是，配有覆层35的窗口34也设置在发射元件32的前面，并且探测头3的窗口34的导电覆层与一个基准电位E连接，用于导出干扰电压。所述红外线B可以以已知的方式是一个使由电池驱动的探测头3省电运行的接通信号。

Claims (11)

1.一种探测系统，该系统包括：
-一个用于检测的探测头(3)，该探测头具有至少一个用于根据所检测的探测信号来发射红外线(A)的发射元件(32)；
-一个接收单元(4)，它具有一个壳体(42)，在该壳体中设置至少一个红外接收器(41)以及一个处理单元(48)，其中壳体(42)具有一个用于透穿红外线(A)的窗口(44)，其特征在于，
所述窗口(44)具有一层使壳体(42)的内部空间免受电磁干扰的屏蔽层(45)。
2.如权利要求1所述的探测系统，其特征在于，所述屏蔽层是窗口(44)的一层导电的且红外线(A)能透穿的覆层(45)。
3.如权利要求2所述的探测系统，其特征在于，所述覆层(45)设置在窗口(44)的内侧。
4.如上述权利要求中任一项所述的探测系统，其特征在于，所述壳体(42)由一个导电的基体(43)组成，该基体与一个基准电位(E)连接，所述屏蔽层(45)与基体(43)导电地连接。
5.如权利要求4所述的探测系统，其特征在于，所述基体(43)具有一圈装配法兰(47)，所述窗口(44)具有一圈导电涂覆的固定法兰(46)，由此使覆层(45)与基体(43)导电连接。
6.如权利要求1所述的探测系统，其特征在于，所述处理单元(48)具有一个放大电路(48.1)。
7.如权利要求1所述的探测系统，其特征在于，在所述壳体(42)中设置多个红外接收器(41)，该红外接收器都连接到用于形成一个触发信号(AT)的处理单元(48)上。
8.如权利要求7所述的探测系统，其特征在于，所述多个红外接收器(41)相互并联。
9.如权利要求1所述的探测系统，其特征在于，在所述壳体(42)中对接收单元(41)附加地设置至少一个用于穿过窗口(44)发射红外线(B)的发射元件(49)；并且在探测头(3)上设置至少一个用于接收所述由接收单元(4)中的发射元件(49)发射的红外线(B)的红外接收器(33)。
10.如权利要求9所述的探测系统，其特征在于，在所述探测头(3)中的红外接收器(33)前面设置一个用于透穿所述由接收单元(4)中的发射元件(49)及探测头(3)中的发射元件(32)所发射的红外线(A，B)的窗口(34)，该在所述探测头中的红外接收器前面设置的窗口具有一个使探测头(3)的内部空间免受电磁干扰的屏蔽层(35)。
11.如权利要求10所述的探测系统，其特征在于，所述探测头(3)的窗口(34)附加地遮盖该探测头(3)中的发射元件(32)。
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