CS276919B6

CS276919B6 - Measuring section

Info

Publication number: CS276919B6
Application number: CS897041A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Valousek; Jiri Dressler; Milan Ing Suchomel
Original assignee: Larm
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1992-09-16
Also published as: CS704189A3

Abstract

Měronosný profil (13) sestává ze tří skleněných pásků /1,3,4/, slepených tak, že společně tvoří profil tvaru písmene I. Stojinu tohoto profilu tvoří svislý pásek /1/ nesoucí rastrovou stupnicí /2/, která slouži jako měřicí prvek v lineárních inkrementálních snímačích. Na svislý pásek /1/ je ve spodní části kolmo a symetricky v podélné ose přilepen spodní pásek /3/ o stejné šířce, a na jeho vrchní hraně je přilepen horní pásek /4/ o třetinové šíři. Takto uspořádaný měronosný profil (13) umožňuje nezávislé vedení vozíku čtecí hlavice lineárního inkrementálního snímače, který je používán pro měření souřadnic na obráběcích nebo měřicích strojích řízených systémy CNC.The bearing profile (13) consists of three glass tapes / 1,3,4 /, glued together so that together they form an I.-Stojin profile this profile forms a vertical strip / 1 / carrying a raster scale (2) that serves as a measuring element in linear incremental sensors. On a vertical strip / 1 / is at the bottom, perpendicular and symmetrical in the longitudinal the bottom strap (3 / o the same) glued to the axis it is glued to its top edge upper strap / 4 / one-third width. So arranged the bearing profile (13) is independent guiding the carriage of the reading head linear the incremental encoder that is being used for measuring coordinates on machine tools or measuring machines controlled by systems CNC.

Description

Vynález se týká měronosného skleněného profilu pro přesná dálková měření s mikronovým rozlišením, určeného k použití v lineárním inkrementálním snímači pro obráběcí a měřicí stroje.The invention relates to a measuring glass profile for precise remote measurements with micron resolution, intended for use in a linear incremental encoder for machine tools and measuring machines.

Dosavadní stav technikyPrior art

Oblast technikyField of technology

Pro přesné odměřování délkových souřadnic CNC řízených obráběcích a měřících strojů jsou používány lineární inkrementální snímače, sloužící k převedení délkové míry na digitální elektronický výstup. Tyto snímače pracují na optoelektronickém principu, přičemž vlastní odměřovací prvek tvoří skleněné měřítko nesoucí fotochemicky zhotovenou rastrovou stupnici. Skleněné měřítko ve tvaru pásku je zalepeno do kovového pouzdra snímače. Vozík na čtecím rastrem snímače se pohybuje v těsné blízkosti podél měřítka. Jeho vedení tvoří částečně skleněné měřítko a vnitřní plochy pouzdra snímače. Dále je poloha měřítka a čtecího vozíku ovlivněna přesností uchycení snímače na obráběcím stroji a přesností vedení stroje.Toto konstrukční provedení vykazuje nevýhody v tom, že klade vysoké požadavky na přímost a kvalitu obrobení vnitřních ploch kovového pouzdra snímače, neumožňuje vyloučení chyby vznikající při změně směru posuvu vozíku s čtecí hlavicí způsobené malou přesností vnitřních ploch pouzdra snímače, vzhledem k malé tuhosti měřítka není vyloučen vznik deformací, zapříčiněných nepřesnou montáží na stroj, popřípadě vadným vedením stroje, které působí místní nebo časovou změnu hodnoty měřítka.Linear incremental encoders are used to accurately measure the length coordinates of CNC-controlled machine tools and measuring machines, used to convert the length measure to a digital electronic output. These sensors work on the optoelectronic principle, while the measuring element itself forms a glass scale carrying a photochemically made raster scale. The glass tape-shaped scale is glued to the metal housing of the sensor. The carriage on the reading grid of the sensor moves in close proximity along the scale. Its guide forms partly a glass scale and the inner surfaces of the sensor housing. Furthermore, the position of the scale and the reading carriage is affected by the accuracy of the sensor mounting on the machine tool and the accuracy of the machine guidance. This design has disadvantages in placing high demands on the straightness and machining quality of the inner surfaces of the metal sensor housing, without eliminating errors Due to the low rigidity of the scale, deformations caused by inaccurate mounting on the machine or defective machine guidance, which causes a local or temporal change in the scale value, cannot be ruled out due to the low accuracy of the inner surfaces of the sensor housing.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Uvedené nedostatky odstraňuje měřítko provedené jako měronosný profil, sestavený ze tří samostatných skleněných pásků slepených do tvaru profilu písmene I, kde svislý pásek profilu nese rastrovou stupnici a spodní s horním páskem vyztužují tuto stupnici.Podstata řešení spočívá v tom, že svislý pásek nesoucí rastrovou stupnici je přilepen kolmo a symetricky v podélné ose k spodnímu pásku o stejné šíři, a na jeho vrchní hraně je přilepen horní pásek o třetinové šíři, přičemž plochy horního a spodního pásku tvoří vedení pro pojezd vozíku čtecí hlavice optoelektronického lineárního snímače. Přesné a hladké plochy svislého a horního pásku zároveň tvoří přesně definované vedení pro vhodně zkonstruovaný vozík čtecí hlavice. Kovové pouzdro snímače,do kterého je měronosný profil zalepen má potom funkci pouze krycí a jeho vnitřní plochy musí být přesně obrobeny.Pohyb hlavice je tak nezávislý na přesnosti vedení stroje na kterém je snímač upnut. Tuhost takto provedeného měronosného profilu přesahuje tuhost jednoduchého skleněného měřítka v ohybu o dva až tři řády, takže rastrová stupnice na měronosném profilu nevykazuje délkové chyby způsobené deformacemi a je časově velmi stálá. Navíc lze takto provedený měronosný profil s vozíkem čtecí hlavice použít bez ochranného kovového pouzdra.The above-mentioned shortcomings are eliminated by a scale made as a measuring tape, composed of three separate glass strips glued into the shape of the I-profile, where the vertical strip of the profile carries a raster scale and the lower with the upper strip reinforces this scale. The essence of the solution is that the vertical strip carrying the raster scale it is glued perpendicularly and symmetrically in the longitudinal axis to the lower strip of equal width, and an upper strip of one third width is glued on its upper edge, the surfaces of the upper and lower strip forming a guide for the carriage of the optoelectronic linear sensor reading head. The precise and smooth surfaces of the vertical and upper tape at the same time form a precisely defined guide for a suitably designed reading head carriage. The metal housing of the sensor, into which the measuring profile is glued, then has only a covering function and its inner surfaces must be precisely machined. The movement of the head is thus independent of the accuracy of the guidance of the machine on which the sensor is clamped. The stiffness of the measuring profile thus made exceeds the flexural stiffness of a simple glass scale by two to three orders of magnitude, so that the raster scale on the measuring profile does not show length errors due to deformations and is very constant in time. In addition, the measuring profile thus formed with the carriage of the reading head can be used without a protective metal housing.

Přehled obrázků na výkreseOverview of pictures in the drawing

Vynález je blíže osvětlen pomocí připojených výkresů, kde na obr. 1 je uspořádání měronosného profilu slepeného ze tří skleněných pásků a na obr. 2 a 3 je příklad praktického využití měroCS 276919 B6 nosného profilu jako vedení pro vozík čtecí hlavice lineárního inkrementálního snímače, kde obr.2 je čelní pohled na vozík a obr. 3 příčný řez vozíkem čtecí hlavice s měronosným profilem.The invention is further elucidated with the aid of the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows an arrangement of a measuring profile glued from three glass strips and Figs. 2 and 3 show an example of practical use of a measuring support as a guide for a linear incremental encoder reading head carriage. .2 is a front view of the carriage and FIG. 3 is a cross-section of the carriage of the reading head with the measuring profile.

Příklad provedení vynálezu ·DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Měronosný profil 13 podle obr.l je vytvořen ze svislého skleněného pásku 1, opatřeném rastrovou stupnicí 2. Kolmo a symetricky v podélné ose je k svislému pásku 1 přilepen spodní pásek 3. o stejné šířce a horní pásek 4 o třetinové šířce. Boční plochy svislého pásku la horní plocha horního pásku 4 tvoří vedení pro vozík čtecí hlavice. Za spodní plochu spodního pásku 2 je možno zalepit měronosný profil 13 do kovového pouzdra snímače.The meter-bearing profile 13 according to FIG. 1 is formed of a vertical glass strip 1 provided with a raster scale 2. A lower strip 3 of the same width and an upper strip 4 of one third width are glued perpendicularly and symmetrically in the longitudinal axis to the vertical strip 1. The side surfaces of the vertical strip 1a and the upper surface of the upper strip 4 form a guide for the carriage of the reading head. Behind the lower surface of the lower strip 2, it is possible to glue the measuring profile 13 into the metal housing of the sensor.

Na obr. 2 a 3 je znázorněno možné řešení vozíku snímací hlavice, které využívá uvedených vlastností měronosného profilu 13. a tvoří ho hlavní těleso 10 opatřené valivými ložisky 20, která se odvalují po svislém pásku 1 měronosného profilu 13. Další ložiska 40 se odvalují po horním pásku 4 měronosného profilu 13. Přítlak ložisek 20 na měronosný profil 13 zajišťuje odpružená deska 15 s třemi valivými ložisky 20. Přítlak celého vozíku na sméronosný profil 13 je odvozen od unášeče 18 pružinami 17. Tímto uspořádáním je zajištěn přesný podélný posuv čtecího rastru 9. v konstantní vzdálenosti od měronosného profilu 13.Figures 2 and 3 show a possible solution of the sensor head carriage, which uses the mentioned properties of the gauge profile 13 and consists of a main body 10 provided with rolling bearings 20, which roll along a vertical strip 1 of the gauge profile 13. Further bearings 40 roll along the upper band 4 of the gauge profile 13. The pressure of the bearings 20 on the gauge profile 13 is provided by a spring plate 15 with three rolling bearings 20. The pressure of the whole carriage on the gauge profile 13 is derived from the carrier 18 by springs 17. This arrangement ensures precise longitudinal displacement of the reading grid 9. at a constant distance from the measurement profile 13.

Claims

PATENT CLAIMS

Measurement profile for accurate length measurements, in particular for micron resolutions, composed of three glass strips glued together to a profile of letter I, in which there is a vertical strip with a raster scale, characterized in that the vertical strip / 1 / carrying the raster scale / 2 / it is glued perpendicularly and symmetrically in the longitudinal axis of the lower strip (3) of the same width and the upper strip (4) of one third width is glued on its upper edge, the surfaces of the tapes (1 and 4) forming the carriage guide of the reading head of the optoelectronic linear sensor.