DE102004027218A1

DE102004027218A1 - Meßeinrichtung mit Linearführung

Info

Publication number: DE102004027218A1
Application number: DE102004027218A
Authority: DE
Original assignee: Seeger GmbH
Current assignee: Seeger GmbH
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2005-12-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messführungseinrichtung mit einer Linearführung. Diese besteht aus einem Profilträger, welcher wenigstens eine Führungsfläche aufweist, sowie einem Messwagen, welcher zumindest teilweise den Profilträger umfasst. Auf dem Profilträger ist ein abtastbares Messlineal angeordnet. Auf dem Messwagen befindet sich ein Sensor zur Erfassung der Ist-Position. Der Messwagen besteht aus einem, im Wesentlichen U-förmigen, den Profilträger umfassenden Körper. An dem Messwagen sind wenigstens drei Laufrollen angeordnet, wobei wenigstens zwei Laufrollen parallel zueinander sich an einer Seite des Messwagens befinden und wobei die Laufrollen ein Laufflächenprofil aufweisen, welches mit dem Führungsprofil des Profilträgers derart korrespondiert, dass eine spielfreie Linearführung gewährleistet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messführungseinrichtung mit Linearführung, bestehend aus einem Profilträger, welcher wenigstens eine Führungsfläche aufweist, einem Messwagen, welcher zumindest teilweise den Profilträger umfasst, wobei auf dem Profilträger ein abtastbares Messlineal angeordnet ist und auf dem Messwagen ein Sensor zur Erfassung der Ist- Position vorgesehen ist.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE 102 15 188 bekannt. Diese Veröffentlichung zeigt eine Messführungseinrichtung mit einem Führungskörper und einen daran gelagerten Messwagen, wobei der Führungskörper durch ein geschlossenes Aluminiumstrangpressprofil gebildet ist. Durch angeformte Rippen und eingeformte Nuten lässt sich der Führungskörper als Grundbaustein nutzen.

Ein Nachteil dieser Einrichtung ist darin zu sehen, dass es sich hier um Gleitführungen handelt, die sehr verschleißanfällig sind und regelmäßig nachjustiert werden müssen. Außerdem ist der Messwagen insbesondere für Anwendungen unter extremen Umwelteinflüssen hinsichtlich seiner Stabilität gefährdet.

Es ist ferner aus der DE 102 14 426 eine Längenmesseinrichtung bekannt. Diese liegt ebenfalls auf einem Profilkörper als Führungsschiene auf. Ein Wagen ist über Rollen oder Kugelelemente verschiebbar gelagert. Die Längenmesseinrichtung ist mit einem lichtelektrischen, kapazitiven oder induktiven Abtastkopf ausgerüstet. Die Längenmesseinrichtung soll einfach austauschbar sein und platzsparend an einer Führungsschiene montiert werden können. Allerdings besteht hier der Nachteil, dass eine präzise Kugelführung erforderlich ist.

Aus der DE 199 16 264 ist ein Führungssystem für Höhenmessgeräte be kannt. Hierzu sind Führungsrollen vorgesehen, die an Schienen entlang laufen. Zur Vorspannung und Stabilisierung ist ein Gegenlager vorgesehen, an welchem sich weitere Führungsrollen befinden. Dieser Aufbau ist aufwendig gestaltet und benötigt zusätzliche Vorspanneinrichtungen.

Aus der DE 197 13 688 ist eine Vorrichtung zu entnehmen, welche ein Wälzlager aufweist, das sich über ein festes Wälzlagerteil bewegt. Das Wälzlagerteil ist nach Art einer Panzerkette aufgebaut, besitzt einen relativ einfachen technischen Aufbau, ist jedoch hinsichtlich der Genauigkeit nur eingeschränkt verwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messführungseinrichtung zu schaffen, welche robust ist, einen einfachen Aufbau ausweist und selbst unter extremen Umweltbedingungen zuverlässig arbeitet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Messwagen aus einem im Wesentlichen U-förmigen, den Profilträger umfassenden Körper besteht und an dem Messwagen wenigstens drei Laufrollen angeordnet sind, wobei wenigstens zwei Laufrollen parallel zueinander angeordnet sind, und zwar senkrecht zur Bewegungsrichtung und wobei die Laufrollen ein Laufflächenprofil aufweisen, welches mit dem Führungsprofil des Profilträgers derart korrespondiert, dass eine nahezu spielfreie Linearführung gewährleistet ist.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Messwagen ein U-förmiger Körper ist, welcher eine sehr hohe Steifigkeit aufweist und in diesem U-förmigen Körper wenigstens drei Laufrollen integriert sind. Diese Laufrollen greifen mit ihrem Laufflächenprofil in ein geeignetes Führungsprofil des Profilträgers ein. Damit wird gewährleistet, dass ein Verkanten nicht möglich ist. Die Laufrollen und das Führungsprofil sind im Wesentlichen schmutzunempfindlich, eine Justage muss aufgrund der Robustheit des Systems nicht vorgenommen werden.

Bei der Anwendung von drei Laufrollen sind zwei auf einer Seite des Profilträgers angeordnet und eine dritte auf der gegenüberliegenden Seite und zwar bezogen auf die zwei ersten im Wesentlichen mittig zwissten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind vier Laufrollen vorgesehen. Dabei befinden sich jeweils zwei auf einer Seite des Profilträgers. Die Laufrollen, welche sich gegenüber stehen sind hinsichtlich ihrer Achsen parallel ausgerichtet. Die Achsen befinden sich bezogen auf die Laufrichtung in einer rechtwinklig zur Laufachse verlaufenden Ebene.

Weiterbildungsgemäß sind die Laufrollen mit Gleitlagern ausgerüstet, dies bedeutet, dass an dem Messwagen Aufnahmeschlitze für die Laufrollen vorgesehen sind. Mit einem Achsstift wird jede Laufrolle in einem Aufnahmeschlitz aufgenommen und gelagert. Auch die Verwendung von Gleitlagern trägt zur hohen Robustheit des gesamten Systems bei.

Gemäß einer Ausgestaltung der Laufrollen sind diese mit Seitenwangen versehen. Diese Seitenwangen stützen sich in den Aufnahmeschlitzen, bzw. in den Wandungen der Aufnahmeschlitze ab, wobei ein geringes Spiel zwischen Seitenwange und Aufnahmeschlitz für die Messgenauigkeit unerheblich ist.

Die Abtastung der Position des Messwagens, bzw. die Erfassung des Weges, welcher der Messwagen auf dem Profilträger zurücklegt, erfolgt über einen Inkrementalgeber oder über einen Absolutgeber, in bevorzugter Weise mit einem magnetisch wirkenden Messband, welches an dem Profilträger befestigt ist.

Ferner besteht auch die Möglichkeit, ein optisch wirksames Messband zu befestigen und über einen optischen Sensor die Position, bzw. die Längsverschiebung zu ermitteln.

Ausserdem besteht auch die Möglichkeit, die Position des Messwagens über Ultraschall- Laserstrahl. oder andere geeignete Messsignalgeber, bzw. -empfänger zu ermitteln.

Ein Anzeigegerät ist unmittelbar auf dem Messwagen oder von diesem entfernt stationär, an einem Bedienpult oder Monitor angeordnet.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen nicht nur aus den Ansprüchen, sondern auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei auch für diese Merkmale einzeln oder in Kombination mit den in den Ansprüchen genannten Merkmalen Schutz beansprucht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine Schnittdarstellung durch eine Messführungseinrichtung,
2 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Einrichtung.
3 eine perspektivische Darstellung der Einrichtung mit den entsprechenden Komponenten.
Die Darstellung gemäß 1 zeigt eine Messführungseinrichtung 10, bestehend aus einem Profilträger 11, welcher z.B. ein Aluminiumstrangpressprofil ist. Dieser Profilträger weist 2 gegenüberliegend angeordnete Nuten 12, 13 auf. Es handelt sich dabei um die Führungsnuten für einen Messwagen 14. Dieser Messwagen 14 ist ein U-förmiger Körper, der mit Aufnahmeschlitzen 15, 16 versehen ist. In diesen Aufnahmeschlitzen sind Laufrollen 17, 18 angeordnet. Die Laufrollen sind auf einer Achse befestigt. Diese Achse ist ein Stift, der längs der dargestellten Mittellinie verläuft. Der Lager-Stift 19, 20 ist gestri chelt gezeigt. Die Laufrollen stützen sich mit ihren Seitenwangen 21, 22, 23, 24 an den Innenwänden der Aufnahmeschlitze 15 und 16 ab. Zur Abtastung der Position des Messwagens 14 dient ein Magnetstreifen 25, welcher auf den Profilträger 11 aufgeklebt ist. Die Abtastung des Magnetfeldes erfolgt über einen magnetisch wirksamen Sensor 26. Dessen Signale gelangen über eine hier nicht dargestellte Signalleitung zu einem ebenfalls nicht dargestellten Anzeigegerät, welches die absolute oder relative Position, bzw. den Verfahrweg wiedergibt.
2 zeigt eine Draufsicht auf die in 1 gezeigt Messführungseinrichtung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Aus 2 ist zu erkennen, dass auf jeder Seite des Profilträgers 11 zwei Laufrollen 17, 27 angeordnet sind. Auf der gegenüberliegenden Seite befinden sich ebenfalls zwei Laufrollen, deren Achsen mit den Achsen der hier gezeigten Laufrollen in einer rechtwinklig zur Laufrichtung sich erstreckenden Ebene befinden. Der Profilträger 11 weist eine Länge auf, die der maximalen Messlänge entspricht. Dies kann mehrere Meter betragen. Die Länge des Messwagens 14 beträgt etwa 100-150 mm, so dass eine sehr stabile und absolut kippsichere Messeinrichtung geschaffen wird.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gesamtsystems, auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellung der gemessenen Positionen erfolgt über ein hier unmittelbar an dem Messwagen 14 angeordneten Display 28, das auf einer Auswerteelektronik 29 unmittelbar angeordnet ist. Diese kompakte Einheit schafft gleichzeitig die Möglichkeit, den Messwagen auch auf anderen Profilträgern, die ebenfalls mit einem Magnetstreifen 25 versehen sind, anzuwenden.
Neben einer hohen Messgenauigkeit zeichnet sich das Gerät durch eine extreme Robustheit und Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen aus. Bei einer entsprechenden Positionierung, d.h. eine hängende oder liegende Anordnung, gelangt kein Schmutz in die Führungsnuten 12, 13. Außerdem be steht die Möglichkeit, den Profilträger 11 zu schwenken so dass in jeder beliebigen Lage die Messung vorgenommen werden kann.
An dem Messwagen 14 ist eine Durchgangsbohrung 30 angeordnet. An dieser Durchgangsbohrung 30 kann beispielsweise ein Anschlagstift eingeschoben und positioniert werden, so dass beispielsweise die Möglichkeit besteht, Plattenmaterial an einer Bearbeitungsmaschine abzumessen, bzw. die Länge des Plattenmaterials abzustimmen. Eine weiter Anwendung ist beispielsweise das Messen von Sägeabschnitten. Hierzu ist ein Profilträger an einer Rollenbahn angebaut.

Claims

Messführungseinrichtung mit Linearführung, bestehend aus einem Profilträger, welcher wenigstens eine Führungsfläche aufweist, einem Messwagen, welcher zumindest teilweise den Profilträger umfasst, wobei auf dem Profilträger ein abtastbares Messlineal angeordnet ist und auf dem Messwagen ein Sensor zur Erfassung der Ist- Position vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwagen aus einem im Wesentlichen U-förmigen, den Profilträger umfassenden Körper besteht und an dem Messwagen wenigstens drei Laufrollen angeordnet sind, wobei wenigstens zwei Laufrollen parallel zueinander angeordnet sind, und zwar senkrecht zur Bewegungsrichtung und wobei die Laufrollen ein Laufflächenprofil aufweisen, welches mit dem Führungsprofil des Profilträgers derart korrespondiert, dass eine im Wesentlichen spielfreie Linearführung gewährleistet ist.
Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Messwagen vier Laufrollen angeordnet sind, wobei jeweils zwei Laufrollen parallel angeordnet sind und sich jeweils zwei Laufrollen gegenüberstehen.
Messführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrollen über Gleitlager auf Achsstifte am Messwagen befestigt sind.
Messführungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrollen jeweils zwei bezogen auf die Laufflächen durchmesserreduzierte Seitenwangen aufweisen, welche sich an Innenwandungen jeweils eines Laufrollenausschnittes des Messwagens abstützen.
Messführungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messlineal magnetisch dotiert ist und als Inkrementalgeber oder als Absolutwertgeber ausgebildet ist und wobei der an dem Messwagen angeordnete Sensor zum berührungslosen Detektieren der magnetisch modulierten Signale des Maßstabes geeignet ist.
Messführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messlineal optisch dotiert ist und als Inkrementalgeber oder als Absolutwertgeber ausgebildet ist und wobei der an dem Messwagen angeordnete Sensor zum berührungslosen Detektieren der optischen Signale des Maßstabes geeignet ist.
Messführungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsignal eine Auswerteeinheit zugeführt wird und die Auswerteeinheit optisch und/oder akustisch die gemessene Position darstellt.