DE102008059667A1 - Position measuring device for measuring position of movable carriage of machine with respect to machine bed, has scale carrier supported at hinge that pivots carrier around tilting axis, which runs parallel to neutral axis of rotation - Google Patents

Position measuring device for measuring position of movable carriage of machine with respect to machine bed, has scale carrier supported at hinge that pivots carrier around tilting axis, which runs parallel to neutral axis of rotation Download PDF

Info

Publication number
DE102008059667A1
DE102008059667A1 DE102008059667A DE102008059667A DE102008059667A1 DE 102008059667 A1 DE102008059667 A1 DE 102008059667A1 DE 102008059667 A DE102008059667 A DE 102008059667A DE 102008059667 A DE102008059667 A DE 102008059667A DE 102008059667 A1 DE102008059667 A1 DE 102008059667A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring device
joint
position measuring
graduation
graduation carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102008059667A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Dr. Spaeth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Original Assignee
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Johannes Heidenhain GmbH filed Critical Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority to DE102008059667A priority Critical patent/DE102008059667A1/en
Publication of DE102008059667A1 publication Critical patent/DE102008059667A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

The device has a scale carrier (4) with a scale structure (40) running along a measuring direction. A movable object (2) i.e. movable carriage is movably guided along the measuring direction at a retainer (1). The scale carrier is supported at a hinge (5) e.g. single-piece solid hinge, that permits pivoting of the scale carrier around a tilting axis with respect to the retainer. A neutral axis of rotation is clamped in the measuring direction, and the tilting axis runs parallel to the neutral axis of rotation. The scale carrier is connected with the movable object by the hinge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionsmesseinrichtung zur Bestimmung der Position zweier zueinander beweglicher Objekte, nämlich einer Aufnahme und eines hieran beweglich geführten verfahrbaren Objektes, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a position measuring device for determination the position of two mutually movable objects, namely a receptacle and a movable object guided movably thereon, according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Positionsmesseinrichtung umfasst einen Teilungsträger, der mindestens eine entlang einer Messrichtung verlaufende Teilungsstruktur (Messteilung) aufweist, welche zur Positionsmessung mittels einer zugeordneten Abtasteinheit abtastbar ist, sowie eine Aufnahme, an welcher der Teilungsträger gelagert ist.A such position measuring device comprises a graduation carrier, the at least one graduation structure running along a measuring direction (measuring graduation) which, for position measurement by means of an associated Scanning unit is scanned, and a recording in which the Division carrier is stored.

Der Teilungsträger ist z. B. als ein längs erstreckter Maßstab ausgebildet und kann auch zwei oder mehr Teilungsstrukturen aufweisen, die sich jeweils entlang der Messrichtung erstrecken und die quer zu jener Messrichtung voneinander beabstandet und nebeneinander angeordnet sind, beispielsweise eine Inkrementalteilung einerseits sowie eine absolut codierte Spur oder eine Referenzmarkenspur andererseits.Of the Division carrier is z. B. as a longitudinally extended Scale formed and can also have two or more partition structures have, each extending along the measuring direction and the spaced apart and juxtaposed transversely to the measuring direction are arranged, for example, an incremental graduation on the one hand as well as an absolutely coded track or a reference mark track on the other hand.

Solche Anordnungen sind beispielsweise in dem Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Positionsmesssysteme für den Maschinenbau und die Elektroindustrie von Alfons Ernst (Landsberg/Lech: 1998; 3. Aufl.) beschrieben.Such arrangements are for example in the Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Position measuring systems for mechanical engineering and the electrical industry by Alfons Ernst (Landsberg / Lech: 1998; 3rd ed.) described.

Wie in 1a dargestellt, sind der Teilungsträger 4 sowie die zur Abtastung der am Teilungsträger vorgesehenen Teilungsstruktur dienende Abtasteinheit 3 dabei jeweils an einem der beiden zueinander beweglichen Objekte 1, 2 angeordnet, bei denen es sich beispielsweise um ein Bett 1 und einen Schlitten 2 einer Maschine (Werkzeugmaschine) handeln kann. Im Beispiel der 1 ist der Teilungsträger 4 am Bett 1 befestigt; die Abtasteinheit 3 wird mit dem Schlitten 2 relativ zum Teilungsträger 4 bewegt.As in 1a shown are the division carrier 4 and the scanning unit serving for scanning the division structure provided on the graduation carrier 3 in each case on one of the two mutually movable objects 1 . 2 arranged, which is for example a bed 1 and a sled 2 a machine (machine tool) can act. In the example of 1 is the division bearer 4 at the bed 1 attached; the scanning unit 3 will be with the sled 2 relative to the division carrier 4 emotional.

Gemäß 1b kann bei einer derartigen Positionsmesseinrichtung die Messgenauigkeit beeinträchtigt werden, wenn das als Aufnahme der Anordnung dienende Objekt einer Biegebelastung ausgesetzt ist. Handelt es sich bei der Aufnahme beispielsweise um das Maschinenbett 1, so können derartige Biegebelastungen auftreten, wenn der zugeordnete Schlitten 2 entlang des Maschinenbettes verfahren wird. Ist der Teilungsträger 4 nicht an der so genannten neutralen Faser des Maschinenbettes 1 angeordnet, welche in der Regel innerhalb des Maschinenbettes 1 liegt, so kommt es bei einer Biegung des Bettes zu einer Stauchung oder Längung des Teilungsträgers 4, welche auf die am Teilungsträger vorgesehene Messteilung wirkt und damit die Messgenauigkeit beeinträchtigt.According to 1b can be compromised in such a position measuring device, the measurement accuracy when the serving as a recording of the object object is subjected to a bending load. If the recording is, for example, the machine bed 1 , such bending loads may occur when the associated carriage 2 is moved along the machine bed. Is the division carrier 4 not on the so-called neutral fiber of the machine bed 1 arranged, which usually within the machine bed 1 is located, it comes with a bending of the bed to a compression or elongation of the graduation carrier 4 which acts on the measuring graduation provided on the division graduation and thus impairs the measurement accuracy.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Positionsmesseinrichtung der eingangs genannten Art im Hinblick auf deren Unempfindlichkeit gegenüber Biegungen einer Aufnahme, an der der Teilungsträger der Positionsmesseinrichtung gelagert ist, zu verbessern.Of the Invention is based on the problem, a position measuring device of the type mentioned above with regard to their insensitivity opposite bends of a receptacle at which the graduation carrier the position measuring device is mounted to improve.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Positionsmesseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This Problem is inventively by the creation a position measuring device with the features of claim 1 solved.

Danach ist der Teilungsträger über mindestens ein Gelenk (z. B. an dem verfahrbaren Objekt) gelagert, das ein Verschwenken des Teilungsträgers bezüglich der Aufnahme um eine Kippachse zulässt, welche in einer Ebene liegt, die durch die Messrichtung und eine neutrale Drehachse der Positionsmesseinrichtung aufgespannt wird, und welche dabei parallel zur neutralen Drehachse verläuft.After that is the graduation carrier over at least one joint (For example, on the movable object) stored, the pivoting of the graduation carrier concerning the admission allows a tilting axis, which lies in a plane that through the measuring direction and a neutral axis of rotation of the position-measuring device is clamped, and which thereby parallel to the neutral axis of rotation runs.

Positionsmesseinrichtungen mit einem Teilungsträger und einer Abtasteinheit weisen einen imaginären neutralen Drehpunkt auf, um den der Teilungsträger und die Abtasteinheit gegeneinander verkippen können, ohne dass dies eine Positionsmessung beeinflusst. Genauer ist der neutrale Drehpunkt dadurch charakterisiert, dass ein infinitesimales Verkippen des Teilungsträgers bezüglich der Abtasteinheit um den neutralen Drehpunkt keinerlei Einfluss auf das Ergebnis einer Positionsmessung hat, während endliche, jedoch nach wie vor kleine Kippbewegungen einen minimalen Einfluss auf das Ergebnis einer Positionsmessung (verglichen mit einer Verkippung um andere Drehpunkte) nach sich ziehen. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass bei Positionsmesseinrichtungen der hier betrachteten Art ohnehin lediglich äußerst geringe Verkippungen des gelenkig gelagerten Teilungsträgers auftreten.Position-measuring devices with a graduation carrier and a scanning unit an imaginary neutral pivot around which the graduation carrier and can tilt the scanning unit against each other, without that this influences a position measurement. More precise is the neutral one Fulcrum characterized by an infinitesimal tilting of the graduation carrier with respect to the scanning unit around the neutral fulcrum no influence on the result of a Position measurement has, while finite, but how before small tilting movements have a minimal impact on the result of a Position measurement (compared to a tilt around other pivot points) entail. In this context, it should be noted that that in position measuring devices of the type considered here anyway only extremely small tilting of the articulated stored graduation carrier occur.

Da vorliegend zudem nur solche Verkippungen eine Rolle spielen, die um eine senkrecht zur Messrichtung und parallel zur Ebene der Teilungsstrukturen liegende Achse stattfinden, sei hier eine solche Achse, die außerdem den neutralen Drehpunkt enthält, als neutrale Drehachse bezeichnet.There In this case, only such tilting play a role, the one perpendicular to the measuring direction and parallel to the plane of the graduation structures lying axis, here is such an axis, which also contains the neutral pivot, as a neutral axis of rotation designated.

Die neutrale Drehachse liegt in der Regel mittig im Abtastfeld der Abtasteinrichtung und im Abtastspalt zwischen Teilungsträger und Abtasteinheit. Gemäß der obigen Definition verläuft die neutrale Drehachse senkrecht zu der Messrichtung und spannt gemeinsam mit dieser eine Ebene auf, die hier auch als neutrale Ebene bezeichnet werden soll.The neutral axis of rotation is usually centered in the scanning field of the scanner and in the scanning gap between graduation carrier and scanning unit. According to the above definition, the neutral rotation axis is perpendicular to the measuring direction and together with this creates a plane, which should also be referred to as a neutral level.

Zur Ermittlung des neutralen Drehpunktes bzw. der neutralen Drehachse eines Positionsmesssystems kann wie folgt vorgegangen werden:
Zunächst werden Teilungsträger und Abtasteinheit um einen definierten (geringen) Betrag bezüglich eines vorgegebenen Drehpunktes geringfügig zueinander verkippt, und zwar bevorzugt um eine durch jenen Drehpunkt verlaufende Achse, welche für den vorliegenden Anwendungsfall senkrecht zur Messrichtung und dabei im Wesentlichen parallel zur Ebene der Messteilung verläuft. Eine solche Kippbewegung des Teilungsträgers relativ zur Abtasteinheit wird in der Regel das Ergebnis einer aktuellen Positionsmessung beeinflussen; es sei denn, bei dem vorgegebenen Drehpunkt handelt es sich bereits um den neutralen Drehpunkt. Im letztgenannten Fall wären keine weiteren Schritte zur Ermittlung des neutralen Drehpunktes erforderlich.
To determine the neutral pivot point or the neutral axis of rotation of a position measuring system can proceed as follows:
First, graduation carrier and scanning unit by a defined (small) amount with respect to ei Nes predetermined pivot point slightly tilted to each other, and preferably about an axis passing through that pivot axis, which for the present application is perpendicular to the measuring direction and thereby substantially parallel to the plane of the measurement graduation. Such a tilting movement of the graduation carrier relative to the scanning unit will generally influence the result of a current position measurement; unless the given pivot point is already the neutral pivot point. In the latter case, no further steps to determine the neutral pivot point would be required.

Wird jedoch aufgrund der Kippbewegung des Maßstabes bezüglich der Abtasteinheit um den vorgegebenen Drehpunkt ein (nicht vernachlässigbarer) Einfluss auf das Ergebnis der Positionsmessung festgestellt, so wird der Teilungsträger anschließend (im verkippten Zustand) bezüglich der Abtasteinheit (insbesondere entlang der Messrichtung) verschoben, bis die Positionsmesseinrichtung wieder den vor dem Verkippen ermittelten Positionsmesswert (Ausgangswert) anzeigt.Becomes however, due to the tilting movement of the scale relative to the scanning unit about the given pivot point (not negligible) Influence on the result of the position measurement detected, so the graduation carrier is subsequently (in the tilted State) with respect to the scanning unit (in particular along the measuring direction) shifted until the position measuring device again the position measured value determined before tilting (initial value) displays.

Die vorbeschriebene Schwenkbewegung des Teilungsträgers bezüglich der Abtasteinheit um einen vorgegebenen Drehpunkt sowie die anschließende (lineare) Verschiebung des Teilungsträgers lassen sich (insbesondere für kleine Schwenkwinkel und kleine Verschiebungen) geometrisch auf eine einzige Drehung zurückführen. Der Drehpunkt der hieraus resultierenden „virtuellen Drehung” ist der gesuchte neutrale Drehpunkt, bezüglich dem der Teilungsträger und die Abtasteinheit zueinander verkippt werden können, ohne dass – jedenfalls bei sehr kleinen Kippwinkeln – die Positionsmessung beeinflusst würde.The above-described pivoting movement of the graduation carrier with respect the scanning unit about a predetermined pivot point and the subsequent (linear) shift of the graduation carrier can be (especially for small swivel angles and small displacements) geometrically attributed to a single rotation. The pivot point of the resulting "virtual rotation" is the sought neutral fulcrum, with respect to the graduation carrier and the scanning unit can be tilted towards each other, without - at least with very small tilt angles - the Position measurement would be influenced.

Die Bestimmung und Relevanz des neutralen Drehpunktes einer Positionsmesseinrichtung ist einem Fachmann grundsätzlich bekannt, so dass diesbezüglich ergänzend beispielhaft auf die DE 195 11 068 A1 , die DE 199 23 505 A1 , die DE 101 44 659 A1 und die DE 10 2007 035 345 A1 verwiesen werden kann.The determination and relevance of the neutral pivot point of a position-measuring device is known in principle to a person skilled in the art, so that in this respect supplementary to the DE 195 11 068 A1 , the DE 199 23 505 A1 , the DE 101 44 659 A1 and the DE 10 2007 035 345 A1 can be referenced.

Durch die gelenkige Lagerung des die Teilungsstruktur aufweisenden Teilungsträgers wird eine an der Aufnahme wirkende Biegekraft umgesetzt in eine Schwenkbewegung des Teilungsträgers, so dass letzterer keinen Biegekräften ausgesetzt ist und die am Teilungsträger vorgesehene Teilungsstruktur nicht beeinträchtigt wird.By the articulated mounting of the dividing structure having graduation carrier a force acting on the recording bending force is converted into a Pivoting movement of the graduation carrier, so that the latter is not exposed to bending forces and that at the graduation carrier planned division structure is not affected.

Da die Kippachse des Gelenks parallel zur neutralen Drehachse verläuft und in der neutralen Ebene liegt, wirkt sich eine Schwenkbewegung des Teilungsträgers um kleine Winkel nicht auf das Ergebnis der Positionsmessung aus.There the tilting axis of the joint runs parallel to the neutral axis of rotation and is in the neutral plane, a pivotal movement affects of the graduation carrier at small angles not on the result the position measurement.

Durch eine Ausbildung des Gelenkes dahingehend, dass dieses Translationsbewegungen des Teilungsträgers relativ zu dem verfahrbaren Objekt entlang der Messrichtung entgegenwirkt, werden Längsbewegungen des Teilungsträgers entlang der Messrichtung verhindert. Solche Längsbewegungen könnten das Messergebnis verfälschen.By an education of the joint to the effect that this translational movements of the graduation carrier relative to the movable object along counteracts the measuring direction, longitudinal movements of the graduation carrier along the measuring direction prevented. Such longitudinal movements could the measurement result distort.

Zur Bildung eines solchen Gelenks eignet sich ein Festkörpergelenk, beispielsweise eine Blattfeder, die sich vorteilhaft parallel zur der Ebene erstreckt, die durch die Messrichtung und durch die neutrale Drehachse der Positionsmesseinrichtung aufgespannt wird, oder ein Filmscharnier.to Forming such a joint is a solid-state joint, For example, a leaf spring, which advantageously parallel to the plane extends through the measuring direction and through the neutral Spindle of the position measuring device is clamped, or a Film hinge.

Aufgrund der schwenkbaren Lagerung mittels eines Gelenkes sollte für die Lagerung des Teilungsträgers mindestens ein weiteres, zusätzliches Lager, z. B. in Form eines Gelenkes oder in Form eines unterstützenden Lagers, wie beispielsweise Rollen, Luftlager oder Gleitlager, vorgesehen sein, welches insbesondere derart ausgebildet ist, dass es eine Mehrzahl Bewegungsfreiheitsgrade des Teilungsträgers zulässt, und über welches der Teilungsträger z. B. an einem gemeinsam mit dem verfahrbaren Objekt entlang der Aufnahme beweglichen Gleiter abgestützt ist. Auch ein solches zweites Lager kann als Gelenk wiederum durch eine Blattfeder realisiert werden, die jedoch in diesem Fall so anzuordnen ist, dass die Messrichtung eine Normale auf die Ebene dieser Blattfeder ist.by virtue of the pivotal mounting by means of a joint should be for the storage of the graduation carrier at least one more, additional warehouse, z. B. in the form of a joint or in Form of a supporting warehouse, such as rollers, Air bearing or plain bearing, be provided, which in particular is designed such that there are a plurality of degrees of freedom of movement of the graduation carrier, and about which of the division carrier z. B. at one together with the moveable object along the recording movable slider is supported. Even such a second camp can as Joint in turn be realized by a leaf spring, however in this case is to be arranged so that the measuring direction is a normal is on the level of this leaf spring.

Bevorzugt liegt nach der so genannten Abbé-Bedingung die Kippachse des ersten Gelenkes auch in der so genannten Arbeitsebene, in welcher der Arbeitsvorgang, wie z. B. die Bearbeitung eines Werkstückes oder das Vermessen eines Objektes, erfolgt, welcher unter Verwendung der von der Positionsmesseinrichtung erzeugten Daten gesteuert werden soll. Die Arbeitsebene und die oben definierte neutrale Ebene fallen dann zusammen.Prefers lies after the so-called Abbé condition the tilt axis of the first joint also in the so - called working plane, in which the Operation, such. B. the machining of a workpiece or measuring an object, which is done using the data generated by the position measuring device are controlled should. The working plane and the neutral plane defined above fall then together.

Ist die Positionsmesseinrichtung etwa einer Werkzeugmaschine zugeordnet, mit der eine Oberfläche eines Werkstückes bearbeitet wird, so ist die Arbeitsebene der Positionsmesseinrichtung definiert als diejenige Ebene, in der die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstückes liegt. Entsprechendes gilt, wenn mittels der Positionsmesseinrichtung ein Objekt vermessen werden soll.is the position-measuring device is associated with a machine tool, for example, edited with a surface of a workpiece is, the working level of the position measuring device is defined as the plane in which the surface to be worked of the workpiece is. The same applies if by means of the position measuring device an object is to be measured.

Durch die Anordnung des Gelenkes, über welches der Teilungsträger gelenkig gelagert ist, bzw. genauer einer hierdurch definierten Kipp- bzw. Schwenkachse in der Arbeitsebene wird vermieden, dass das Verkippen des Teilungsträgers um seine Schwenkachse zu signifikanten Messabweichungen führt.By the arrangement of the joint, over which the graduation carrier is hinged, or more precisely one defined thereby Tilting or pivoting axis in the working plane is avoided the tilting of the graduation carrier about its pivot axis leads to significant measurement errors.

Weiterhin kann das Gelenk, über welches der Teilungsträger gelenkig gelagert ist, je nach den Randbedingungen im Einzelfall, an unterschiedlichen Stellen des Teilungsträgers vorgesehen sein, insbesondere an einem Ende des Teilungsträgers oder im mittleren Bereich des Teilungsträgers – jeweils entlang der Messrichtung betrachtet.Furthermore, the joint, over which the graduation carrier is articulated, depending on the boundary conditions in the individual case, be provided at different locations of the graduation carrier, in particular at one end of the graduation carrier or in the central region of the graduation carrier - each considered along the measuring direction.

Bei Teilungsstrukturen großer Ausdehnung, welche einen entsprechend großen Teilungsträger erfordern, der aufgrund seines Gewichtes und seiner Größe (Hebelarm) bei gelenkiger Lagerung verstärkt zu Schwingungen neigt, kann eine Verteilung der Teilungsstruktur auf zwei oder mehr Teilungsträger vorgesehen sein, die entlang der Messrichtung hintereinander angeordnet sind. Um bei einer solchen Anordnung auch im Übergangsbereich zwischen den Teilungsträgern Positionsmessungen zu ermöglichen, können gegebenenfalls mehrere Abtasteinheiten zur Abtastung der Teilungsträger verwendet werden.at Partitioning structures of large extent, which a corresponding require large graduation carrier, due to its weight and its size (lever arm) at articulated bearing tends to vibration can tends a distribution of the division structure on two or more graduation carriers be provided, which are arranged one behind the other along the measuring direction are. To such an arrangement in the transition area to allow positional measurements between the graduation carriers Optionally, multiple scanning units may be used for scanning the graduation carrier can be used.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.Further Details and advantages of the invention will become apparent in the following Description of exemplary embodiments with reference to the figures become clear.

Es zeigen:It demonstrate:

1a eine schematische Darstellung eines Positionsmesssystems zur Bestimmung der Lage eines beweglichen Objektes in Form eines verfahrbaren Schlittens einer Maschine bezüglich eines ortsfesten Objektes in Form eines Maschinenbettes, wobei ein Teilungsträger der Positionsmesseinrichtung gemäß dem Stand der Technik am Maschinenbett gelagert ist; 1a a schematic representation of a position measuring system for determining the position of a movable object in the form of a movable carriage of a machine with respect to a stationary object in the form of a machine bed, wherein a graduation carrier of the position measuring device according to the prior art is mounted on the machine bed;

1b die Anordnung aus 1a, wobei während einer Verfahrbewegung des Schlittens Biegekräfte auf das Maschinenbett einwirken; 1b the arrangement 1a wherein during a movement of the carriage bending forces act on the machine bed;

2a eine schematische Darstellung eines Positionsmesssystems umfassend einen mit seinen beiden Enden einerseits am Schlitten und andererseits an einem gemeinsam hiermit beweglichen Gleiter gelenkig gelagerten Teilungsträger; 2a a schematic representation of a position measuring system comprising a with its two ends on the one hand on the carriage and on the other hand on a jointly hereby movable slider articulated graduation carrier;

2b die Anordnung aus 2a während einer Verfahrbewegung des Schlittens; 2 B the arrangement 2a during a movement of the carriage;

3 eine detailliertere Illustration einer Schwenkbewegung des Teilungsträgers, ausgelöst durch Biegekräfte, die während einer Verfahrbewegung des Schlittens am Maschinenbett wirken; 3 a more detailed illustration of a pivoting movement of the graduation carrier, triggered by bending forces acting during a movement of the carriage on the machine bed;

4a eine Variante der Anordnung aus 2a dahingehend, dass sich ein dem Teilungsträger zugeordnetes Gelenk im Bereich von dessen Mitte befindet; 4a a variant of the arrangement 2a in that a joint associated with the graduation carrier is in the region of the center thereof;

4b eine schematische Draufsicht auf die Anordnung gemäß 4a; 4b a schematic plan view of the arrangement according to 4a ;

5 eine Variante der Anordnung aus 2a dahingehend, dass zwei Teilungsträger entlang der Messrichtung hintereinander angeordnet sind; 5 a variant of the arrangement 2a in that two graduation carriers are arranged one behind the other along the measuring direction;

6a eine erstes Detail der Anordnung aus 2a; 6a a first detail of the arrangement 2a ;

6b eine zweites Detail der Anordnung aus 2a; 6b a second detail of the arrangement 2a ;

7 eine erste Abwandlung der Anordnung aus 2a; 7 a first modification of the arrangement 2a ;

8 eine zweite Abwandlung der Anordnung aus 2a; 8th a second modification of the arrangement 2a ;

9 eine dritte Abwandlung der Anordnung aus 2a; 9 a third modification of the arrangement 2a ;

In den bereits vorstehend kurz erläuterten 1a und 1b repräsentieren das Maschinenbett 1 und der Schlitten 2 beispielhaft zwei Objekte, die entlang einer Richtung R zueinander beweglich sind und deren Position zueinander mittels einer zugeordneten Positionsmesseinrichtung zu bestimmen ist. Die nachfolgend beispielhaft für die Positionsmessung an einem ersten Objekt in Form eines Maschinenbettes und einem zweiten Objekt in Form eines Schlittens beschriebenen Ausführungsbeispiele einer Positionsmesseinrichtung lassen sich in gleicher Weise auch an anderen Kombinationen zweier zueinander bewegbarer Objekte verwirklichen. Die Begriffe „Maschinenbett” und „Schlitten” sind daher nachfolgend jeweils lediglich als beispielhafte Charakterisierungen zweier zueinander beweglicher Objekte zu verstehen. Die Ausführungen über das jeweils zu beschreibende Positionsmesssystem gelten in gleicher Weise auch bei dessen Anwendung auf andere zueinander bewegliche Objekte.In the already briefly explained above 1a and 1b represent the machine bed 1 and the sled 2 By way of example, two objects that are movable relative to one another along a direction R and whose position is to be determined by means of an associated position-measuring device. The exemplary embodiments of a position-measuring device described below by way of example for the position measurement on a first object in the form of a machine bed and a second object in the form of a slide can be realized in the same way also on other combinations of two mutually movable objects. The terms "machine bed" and "slide" are therefore to be understood hereinafter only as exemplary characterizations of two mutually movable objects. The statements about the position measuring system to be described in each case apply in the same way also to its application to other mutually movable objects.

Um die Position des zweiten Objektes 2 in Form eines Schlittens bezüglich des ersten Objektes 1 in Form eines Maschinenbettes für eine jede Relativlage dieser beiden Objekte bestimmen zu können, ist diesen Objekten 1, 2 eine Positionsmesseinrichtung 3, 4 zugeordnet, die einen Teilungsträger 4 und eine zugeordnete Abtasteinheit 3 umfasst.To the position of the second object 2 in the form of a carriage relative to the first object 1 in the form of a machine bed for each relative position of these two objects to determine is these objects 1 . 2 a position measuring device 3 . 4 assigned to a graduation carrier 4 and an associated scanning unit 3 includes.

Der Teilungsträger 4 trägt eine Teilungsstruktur (Messteilung), die sich entlang der Bewegungsrichtung R erstreckt, entlang der der Schlitten 2 bezüglich des Maschinenbettes 1 beweglich ist. Die Messrichtung des Positionsmesssystems fällt somit mit der Bewegungsrichtung R zusammen, entlang der das zweite Objekt 2 in Form eines Schlittens bezüglich des ersten Objektes 1 in Form eines Maschinenbettes verfahrbar ist.The graduation carrier 4 carries a pitch structure (measurement pitch) extending along the direction of travel R along the carriage 2 concerning the machine bed 1 is mobile. The measuring direction of the position measuring system thus coincides with the direction of movement R, along which the second object 2 in the form of a carriage relative to the first object 1 in the form of a machine nenbettes is movable.

Bei der am Teilungsträger 4 vorgesehenen, entlang der Bewegungs- und Messrichtung R erstreckten Teilungsstruktur kann es sich beispielsweise um eine Inkrementalteilung oder alternativ um eine absolut kodierte Spur handeln. Auch eine Kombination mehrerer Teilungsstrukturen kann vorgesehen sein, etwa eine Kombination einer Inkrementalteilung mit einer absolut kodierten Spur oder mit einer Referenzmarkenspur.At the graduation bearer 4 provided, along the movement and measurement direction R extending pitch structure may be, for example, an incremental pitch or alternatively an absolutely coded track. A combination of several graduation structures can also be provided, for example a combination of an incremental graduation with an absolutely coded track or with a reference mark track.

Sollte das zweite Objekt 2 in Form eines Schlittens entlang mehrerer Raumrichtungen bezüglich des ersten Objektes 1 in Form eines Maschinenbettes beweglich sein, so wären gegebenenfalls für jede zu messende Bewegungsrichtung entsprechende Mittel zur Positionsmessung vorzusehen.Should be the second object 2 in the form of a carriage along several spatial directions with respect to the first object 1 be movable in the form of a machine bed, it would be appropriate to provide appropriate means for position measurement for each direction of movement to be measured.

Für eine Abtastung einer am Teilungsträger 4 vorgesehenen Teilungsstruktur mittels der Abtasteinheit 3 stehen unterschiedliche physikalische Messprinzipien, wie zum Beispiel induktive Messprinzipien, magnetische Messprinzipien oder fotoelektrische Messprinzipien, zur Verfügung.For a sample one at the graduation carrier 4 provided division structure by means of the scanning unit 3 Different physical measuring principles, such as inductive measuring principles, magnetic measuring principles or photoelectric measuring principles, are available.

Sowohl hinsichtlich der möglichen Ausgestaltungen mindestens einer Teilungsstruktur am Teilungsträger 4 als auch hinsichtlich der zur Abtastung der Teilungsstruktur dienenden Messprinzipien unter Verwendung einer geeigneten Abtasteinheit 3 sei auf das Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Positionsmesssysteme für den Maschinenbau und die Elektroindustrie von Alfons Ernst (Landsberg/Lech: 1998; 3. Aufl.) verwiesen. Die dort erläuterten Ausgestaltungen von Teilungsstrukturen an Teilungsträgern sowie die dort beschriebenen Messprinzipien bei der Abtastung einer Teilungsstruktur sowie noch weitere Typen von Teilungsstrukturen und Messprinzipien sind auf dem Gebiet der Positionsmessung allgemein bekannt und im Rahmen der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele von Positionsmesseinrichtungen anwendbar.Both with regard to the possible embodiments of at least one graduation structure on the graduation carrier 4 as well as with regard to the measuring principles used to scan the graduation structure using a suitable scanning unit 3 be on that Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Position measuring systems for mechanical engineering and the electrical industry by Alfons Ernst (Landsberg / Lech: 1998; 3rd ed.) directed. The embodiments of graduation structures on graduation carriers explained there and the measuring principles described there in the sampling of a graduation structure as well as still further types of graduation structures and measurement principles are generally known in the field of position measurement and can be used within the scope of the embodiments of position measuring devices described herein.

Welche konkrete Ausführungsform einer Teilungsstruktur und welches konkrete Messprinzip zur Abtastung der Teilungsstruktur verwendet werden, ist für die nachfolgende Beschreibung des Erfindungsprinzips anhand mehrerer Ausführungsbeispiele nicht von Bedeutung.Which concrete embodiment of a division structure and which concrete measuring principle used for scanning the graduation structure is for the following description of the principle of the invention on the basis of several embodiments is not important.

Wird das zweite Objekt 2 in Form eines Schlittens gemäß dem Übergang von 1a zu 1b entlang seiner Bewegungsrichtung R bezüglich des ersten Objektes 1 in Form eines Maschinenbettes verfahren, so wirken auf das erste Objekt 1 in Form des Maschinenbettes Biegekräfte, welche eine – in 1b zur Illustration übertrieben dargestellte – Biegung des Maschinenbettes 1 zur Folge haben. Da der Teilungsträger 4 in üblicher Weise am ersten Objekt 1 in Form des Maschinenbettes fixiert ist, wird der Teilungsträger – je nach dem Ort seiner Anbringung am Maschinenbett – gedehnt oder gestaucht, mit entsprechenden Rückwirkungen auf die Genauigkeit der Positionsmessung.Becomes the second object 2 in the form of a carriage according to the transition from 1a to 1b along its direction of movement R with respect to the first object 1 in the form of a machine bed, act on the first object 1 in the form of the machine bed bending forces, which a - in 1b exaggerated illustration - Bending of the machine bed 1 have as a consequence. As the division carrier 4 in the usual way on the first object 1 is fixed in the form of the machine bed, the graduation carrier - depending on the location of its attachment to the machine bed - stretched or compressed, with corresponding repercussions on the accuracy of the position measurement.

Nachfolgend wird anhand der 2a bis 9 für unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt werden, wie sich durch eine definiert kipp- bzw. schwenkbare Lagerung des Teilungsträgers 4 eine Stauchung bzw. Dehnung des Teilungsträgers 4 trotz einer Durchbiegung des Maschinenbetts 1 vermeiden lässt.The following is based on the 2a to 9 be represented for different embodiments, as defined by a tiltable or pivotable mounting of the graduation carrier 4 a compression or elongation of the graduation carrier 4 despite a bending of the machine bed 1 avoid it.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2a und 2b ist der Teilungsträger 4 über ein Festkörpergelenk 5 in Form einer Blattfeder schwenkbar am beweglichen zweiten Objekt 2 in Form eines Schlittens angelenkt und somit indirekt am ortsfesten ersten Objekt 1 in Form eines Maschinenbettes gelagert. Ein solches Gelenk 5 lässt Schwenkbewegungen des Teilungsträgers 4 um eine Kippachse senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R zu, so dass die resultierende Schwenkbewegung eine Komponente senkrecht zu jener Richtung R aufweist. Die Blattfeder 5 ist hierzu parallel zur Bewegungs- und Messrichtung R und senkrecht zur Zeichenebene der 2a angeordnet. Alternativ kann das Gelenk 5 beispielsweise auch durch ein Filmscharnier oder eine in anderer Weise ausgebildete Schwenkachse gebildet werden.According to the embodiment of the 2a and 2 B is the division bearer 4 over a solid-state joint 5 in the form of a leaf spring pivotally movable on the second object 2 articulated in the form of a carriage and thus indirectly on the fixed first object 1 stored in the form of a machine bed. Such a joint 5 allows pivoting movements of the graduation carrier 4 about a tilt axis perpendicular to the movement and measurement direction R, so that the resulting pivotal movement has a component perpendicular to that direction R. The leaf spring 5 is this parallel to the movement and measurement direction R and perpendicular to the plane of the 2a arranged. Alternatively, the joint 5 For example, be formed by a film hinge or a trained otherwise pivot axis.

Weiterhin ist das Gelenk 5, z. B. durch dessen Ausgestaltung als Blattfeder oder als Filmscharnier, derart ausgebildet, dass es Translationsbewegungen des Teilungsträgers 4 bezüglich des Gelenkes 5 und des Schlittens 2 und somit bei ruhendem Schlitten 2 auch bezüglich des Maschinenbettes 1 entlang der Messrichtung R entgegenwirkt, also nicht in spürbarem Umfang zulässt (und somit verhindert). D. h., das Gelenk 5 weist insbesondere keine substantielle (elastische) Deformierbarkeit entlang der Messrichtung R auf, ist also in Messrichtung R im Wesentlichen starr.Furthermore, the joint 5 , z. B. by its design as a leaf spring or as a film hinge, designed such that it translational movements of the graduation carrier 4 concerning the joint 5 and the sled 2 and thus with a resting sleigh 2 also regarding the machine bed 1 counteracts along the measuring direction R, so does not allow (and thus prevented) to a noticeable extent. That is, the joint 5 in particular has no substantial (elastic) deformability along the measuring direction R, ie it is essentially rigid in the measuring direction R.

Dabei ist der Teilungsträger 4 gemäß 2a nicht nur im Bereich seines einen Endes mittels des Festkörpergelenkes 5 in Form einer Blattfeder schwenkbar am Schlitten 2 angelenkt; sondern im Bereich des – entlang der Bewegungs- und Messrichtung R betrachtet – anderen Endes des Teilungsträgers 4 ist eine weitere gelenkige Lagerung vorgesehen, und zwar vorliegend beispielhaft über eine weitere Blattfeder 6 an einem Gleiter 20, der gemeinsam mit dem Schlitten 2 entlang der Bewegungs- und Messrichtung R verfahrbar am ersten Objekt 1 in Form eines Maschinenbettes angeordnet ist. (Die zweite Lagerstelle bzw. das zweite Gelenk 6 ist also entlang der Bewegungs- und Messrichtung R von der ersten Lagerstelle bzw. dem ersten Gelenk 5 beabstandet.) Am Maschinenbett 1 ist dabei eine Verlängerung 15 vorgesehen, die sich entlang der Bewegungs- und Messrichtung R erstreckt und bei einer Bewegung des Schlittens 2 entlang des Maschinenbettes 1 den Gleiter 20 führt, vergleiche 2b.Here is the graduation carrier 4 according to 2a not only in the area of its one end by means of the solid-state joint 5 in the form of a leaf spring pivoting on the carriage 2 hinged; but in the region of the - viewed along the movement and measuring direction R - the other end of the graduation carrier 4 another articulated bearing is provided, in the present example by way of another leaf spring 6 on a glider 20 who shared the sled 2 along the movement and measuring direction R movable on the first object 1 is arranged in the form of a machine bed. (The second bearing point or the second joint 6 is therefore along the movement and measuring direction R of the first bearing or the first joint 5 beab stands.) At the machine bed 1 is an extension 15 provided, which extends along the movement and measuring direction R and during a movement of the carriage 2 along the machine bed 1 the glider 20 leads, compare 2 B ,

Im Vergleich zu dem ersten Gelenk 5, welches insbesondere Schwenkbewegungen des Teilungsträgers 4 um eine senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R verlaufende Achse zulässt, derart, dass die resultierende Schwenkbewegung für kleine Auslenkungen des Teilungsträgers 4 im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R verläuft, ist das weitere Gelenk 6 so ausgestaltet, dass es vor allem Translationsbewegungen senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R entgegenwirkt und dafür entlang der weiteren Freiheitsgrade Ausgleichsbewegungen zulässt, die mit einer Schwenkbewegung am ersten Gelenk 5 einhergehen. Hierzu kann z. B. eine das zweite Gelenk 6 bildende Blattfeder so angeordnet sein, dass sie sich senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R erstreckt, also jene Richtung R eine Normale auf die Blattfeder 6 bildet. Selbstverständlich kann auch das zweite Gelenk durch andere Elemente als eine weitere Blattfeder realisiert werden; angestrebt wird jedoch eine solche Ausgestaltung, die Translationsbewegungen des Teilungsträgers 4 senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R entgegenwirkt, also möglichst verhindert.Compared to the first joint 5 , which in particular pivotal movements of the graduation carrier 4 permitting an axis perpendicular to the direction of movement and measurement R extending axis, such that the resulting pivoting movement for small deflections of the graduation carrier 4 is substantially perpendicular to the movement and measuring direction R, the other joint 6 designed so that it mainly counteracts translational movements perpendicular to the movement and measurement direction R and allows compensation movements along the other degrees of freedom that with a pivoting movement at the first joint 5 accompanied. For this purpose, z. B. a second joint 6 forming leaf spring may be arranged so that it extends perpendicular to the movement and measurement direction R, ie that direction R a normal to the leaf spring 6 forms. Of course, the second joint can be realized by other elements than another leaf spring; However, the aim is such an embodiment, the translation movements of the graduation carrier 4 perpendicular to the direction of movement and measurement counteracts R, so preferably prevented.

Im Ergebnis ist der Teilungsträger 4 vorliegend über das Gelenk 5 am verfahrbaren Objekt 2, hier in Form eines Schlittens, schwenkbar gelagert, so dass der Teilungsträger 4 bei einer Biegung des Maschinenbettes 1 – aufgrund einer hiermit verbundenen geringfügigen Schrägstellung des Schlittens 2 – geringfügig verschwenkt, nicht aber gestaucht oder gedehnt, wird, und zwar in der Weise, dass die resultierende Schwenkbewegung s, vergleiche 2b, eine Komponente senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R aufweist.The result is the division carrier 4 in this case via the joint 5 on the movable object 2 , here in the form of a carriage, pivotally mounted, so that the graduation carrier 4 at a bend of the machine bed 1 - Due to a hereby associated slight inclination of the carriage 2 - Slightly pivoted, but not compressed or stretched, in such a way that the resulting pivotal movement s, compare 2 B , a component perpendicular to the movement and measurement direction R has.

Durch die gelenkige Anordnung des Teilungsträgers 4 am zweiten Objekt 2 in Form des Schlittens und somit eine indirekt verkippbare Lagerung des Teilungsträgers 4 bezüglich des ersten Objektes 1 in Form des Maschinenbettes führen Biegungen jenes ersten Objektes 1 nicht zu Stauchungen oder Dehnungen des Teilungsträgers 4, hier in Form eines Maßstabes, sondern lediglich zu einer Kipp- bzw. Schwenkbewegung, die keinen Einfluss auf die Struktur am Teilungsträger 4 vorgesehene Messteilung hat, so dass die Messgenauigkeit der Positionsmesseinrichtung nicht beeinträchtigt wird.Due to the articulated arrangement of the graduation carrier 4 at the second object 2 in the form of the carriage and thus an indirectly tiltable storage of the graduation carrier 4 with respect to the first object 1 in the form of a machine bed bend the first object 1 not to upsets or strains of the graduation carrier 4 here in the form of a scale, but only to a tilting or pivoting movement, which has no effect on the structure of the graduation carrier 4 provided measuring graduation, so that the measurement accuracy of the position measuring device is not affected.

Hierbei ist zu berücksichtigen, dass in der Praxis nur äußerst geringe Durchbiegungen des ersten Objektes 1 in Form eines Maschinenbettes auftreten (welche in 2b zur besseren Sichtbarmachung übertrieben dargestellt sind). Dementsprechend treten auch nur äußerst geringe Auslenkungen (Kipp- bzw. Schwenkbewegungen) des Teilungsträgers 4 auf.It should be noted that in practice only very small deflections of the first object 1 occur in the form of a machine bed (which in 2 B are exaggerated for better visualization). Accordingly, only very small deflections (tilting or pivoting movements) of the graduation carrier occur 4 on.

Ergänzend sei hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der beiden Gelenke 5, 6 auf die 6a und 6b verwiesen.It should be added in terms of the arrangement and design of the two joints 5 . 6 on the 6a and 6b directed.

6a zeigt eine schematische Draufsicht auf die gelenkige Anbindung des Teilungsträgers 4 an dem Schlitten 2 über ein durch eine Blattfeder gebildetes Gelenk 5. Es wird deutlich, dass sich in diesem Ausführungsbeispiel die Blattfeder 5 in einer Ebene erstreckt, die parallel zu der Ebene verläuft, in der die am Teilungsträger 4 vorgesehene und in 6a schematisch angedeutete Messteilung 40 liegt. 6a shows a schematic plan view of the articulated connection of the graduation carrier 4 on the sledge 2 via a joint formed by a leaf spring 5 , It is clear that in this embodiment, the leaf spring 5 extending in a plane that runs parallel to the plane in which the at the graduation carrier 4 provided and in 6a schematically indicated measuring graduation 40 lies.

6b zeigt zur genaueren Illustration eine Vorderansicht auf die Anordnung der 2a im Bereich des zweiten Gelenkes 6, über das der Teilungsträger 4 gelenkig (im Bereich seines dem Schlitten 2 abgewandten Endes) an einen Gleiter 20 angebunden ist, wobei jenes Gelenk 6 derart ausgeführt ist, dass es Translationen des Teilungsträgers 4 bezüglich des Gleiters 20 in der Ebene senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R, also in der Blattebene der 6b, entgegenwirkt. 6b shows for a more detailed illustration a front view of the arrangement of 2a in the area of the second joint 6 about which the division bearer 4 articulated (in the area of his sled 2 remote end) to a slider 20 tethered, being that joint 6 is designed such that there are translations of the graduation carrier 4 concerning the slider 20 in the plane perpendicular to the movement and measurement direction R, ie in the sheet plane of the 6b , counteracts.

Anhand einer Zusammenschau der 2a mit den 6a und 6b wird deutlich, dass die das erste Gelenk 5 bildende Blattfeder und die das zweite Gelenk 6 bildende Blattfeder senkrecht zueinander orientiert sind, nämlich die das erste Gelenk 5 bildende Blattfeder parallel zur Ebene der mindestens einen Teilungsstruktur 40 und die das zweite Gelenk 6 bildende Blattfeder senkrecht zur Ebene der Teilungsstruktur 40.Based on a synopsis of 2a with the 6a and 6b it becomes clear that the first joint 5 forming leaf spring and the second joint 6 forming leaf spring are oriented perpendicular to each other, namely the first joint 5 forming leaf spring parallel to the plane of the at least one division structure 40 and the second joint 6 forming leaf spring perpendicular to the plane of the division structure 40 ,

Eine mögliche Anordnung mindestens einer Teilungsstruktur 40 am Teilungsträger 4 ist dabei in den 2a, 2b sowie den zugehörigen Detaildarstellungen der 6a und 6b lediglich beispielhaft gezeigt. Eine vergleichbare Anordnung einer Teilungsstruktur am Teilungsträger 4 kann auch bei den weiteren Ausführungsbeispielen vorgesehen sein. Grundsätzlich zählt die Anordnung einer Teilungsstruktur an einem Teilungsträger, sei es ein längserstreckter Maßstab oder eine kreisringförmige Teilscheibe, zum Fachwissen und bedarf daher keiner näheren Erläuterung.A possible arrangement of at least one division structure 40 at the graduation carrier 4 is doing in the 2a . 2 B as well as the associated detailed representations of 6a and 6b shown only as an example. A comparable arrangement of a division structure on the graduation carrier 4 can also be provided in the other embodiments. In principle, the arrangement of a dividing structure on a graduation carrier, be it an elongate scale or an annular dividing disk, is part of the specialist knowledge and therefore requires no further explanation.

In 3 ist schematisch die gelenkige Anlenkung des Teilungsträgers 4 an einem Schlitten 2 über ein Gelenk 5, hier in Form einer Blattfeder dargestellt, wodurch an einer Kante des Teilungsträgers 4 eine Schwenk- bzw. Kippachse K definiert ist. Liegt diese in der Arbeitsebene A der Positionsmesseinrichtung, so sind Rückwirkungen einer Kipp- bzw. Schwenkbewegung des Teilungsträgers 4 (entsprechend einem Übergang des Teilungsträgers in die mit 4* gekennzeichnete Lage) auf das Ergebnis einer Positionsmessung minimiert. Die so genannte Abbé-Bedingung ist dann eingehalten.In 3 is schematically the articulated linkage of the graduation carrier 4 on a sledge 2 about a joint 5 , shown here in the form of a leaf spring, whereby at one edge of the graduation carrier 4 a pivoting or tilting axis K is defined. If this is in the working level A of the position measuring device, then repercussions of a tilting or Pivoting movement of the graduation carrier 4 (corresponding to a transition of the graduation carrier in the with 4 * characterized position) is minimized to the result of a position measurement. The so-called Abbé condition is then met.

Ist die Arbeitsebene A', wie in 3 alternativ dargestellt, demgegenüber senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R um einen Betrag d von jener Kippachse K beabstandet, so führt eine Verkippung des Teilungsträgers 4, wie in 3 anhand des Überganges in die verkippte Lage 4* dargestellt, bei einem Kippwinkel α (für sehr kleine Kippwinkel) zu einer Messabweichung der Größe l = α·d (mit sin α ≈ α für kleine α). Die Abbé-Bedingung ist dann nicht eingehalten.Is the work plane A ', as in 3 alternatively shown, on the other hand perpendicular to the movement and measurement direction R by an amount d of that tilt axis K spaced apart, so leads to a tilting of the graduation carrier 4 , as in 3 based on the transition to the tilted position 4 * shown, at a tilt angle α (for very small tilt angle) to a measurement error of size l = α · d (with sin α ≈ α for small α). The Abbé condition is then not met.

Sollte der mit der mindestens einen Teilungsstruktur versehene Teilungsträger 4 aus einem sehr dünnen Material bestehen, so kann für eine schwenkbare Lagerung des Teilungsträgers 4 dessen Fixierung an einem dickeren Trägerkörper erforderlich sein, um die notwendige Eigenstabilität zu gewährleisten.Should the graduation carrier provided with the at least one graduation structure 4 consist of a very thin material, so may for a pivotable mounting of the graduation carrier 4 its fixation on a thicker carrier body may be required to ensure the necessary inherent stability.

In den 7 bis 9 ist für eine Positionsmesseinrichtung der in den 2a und 2b dargestellten Art für unterschiedliche Lagen der neutralen Drehachse x gezeigt, wie die Kipp- bzw. Schwenkachse K des Teilungsträgers 4 jeweils konkret anzuordnen ist.In the 7 to 9 is for a position measuring device in the 2a and 2 B shown type for different positions of the neutral axis of rotation x shown as the tilting or pivot axis K of the graduation carrier 4 each is to be arranged concrete.

Dabei ist in den 7 bis 9 eine Arbeitsebene A jeweils dadurch kenntlich gemacht, dass dort eine Bearbeitungseinrichtung 8 zur Bearbeitung eines auf dem Schlitten 2 angeordneten Werkstückes bzw. zum Vermessen eines auf dem Schlitten 2 angeordneten Objektes dargestellt ist. Bei der Bearbeitungseinrichtung 8 kann es sich beispielsweise um einen Laser mit einer nachgeordneten Linse zur Fokussierung eines Laserstrahls auf ein auf dem Schlitten 2 liegendes, zu bearbeitendes Werkstück, wie z. B. ein Blechteil, handeln. Es kann sich aber auch um Mittel zur Belichtung eines Wafers oder sonstige Arbeitmittel handeln, die der Bearbeitung eines auf dem Schlitten 2 liegenden Werkstückes dienen. Die Arbeitsebene A liegt dann unmittelbar oberhalb der Oberfläche des Schlittens 2, auf dem ja das zu bearbeitende Werkstück bzw. das zu vermessende Objekt platziert wird.It is in the 7 to 9 a working level A respectively identified by the fact that there is a processing facility 8th for processing one on the slide 2 arranged workpiece or for measuring one on the carriage 2 arranged object is shown. At the processing facility 8th For example, it may be a laser having a downstream lens for focusing a laser beam onto one on the carriage 2 lying, to be machined workpiece such. B. a sheet metal part act. But it can also be means for exposing a wafer or other work equipment, the processing of a on the slide 2 serve lying workpiece. The working plane A is then immediately above the surface of the carriage 2 on which the workpiece to be machined or the object to be measured is placed.

In den 7 bis 9 ist weiterhin in der Arbeitsebene A jeweils noch die neutrale Drehachse x der Positionsmesseinrichtung als Kreuz in einem Kreis angedeutet, bezüglich der eine relative Schwenkbewegung von Teilungsträger 4 und Abtasteinheit 3 nicht zu substanziellen Messabweichungen führt. Sowohl diese neutrale Drehachse x als auch die Arbeitsebene A, die mit der durch die neutrale Drehachse x und die Messrichtung R aufgespannten neutralen Ebene zusammenfällt, verlaufen hier senkrecht zu der Zeichenebene der 7 bis 9.In the 7 to 9 Furthermore, in the working plane A, the neutral rotation axis x of the position-measuring device is also indicated as a cross in a circle, with respect to which there is a relative pivoting movement of graduation carriers 4 and scanning unit 3 does not lead to substantial measurement deviations. Both this neutral axis of rotation x and the working plane A, which coincides with the plane defined by the neutral axis of rotation x and the measuring direction R neutral plane, here perpendicular to the plane of the drawing 7 to 9 ,

In den 7 bis 9 ist jeweils ein erstes Objekt 1 in Form eines Maschinenbettes dargestellt, auf dem ein zweites Objekt 2 in Form eines Schlittens entlang einer Bewegungsrichtung R beweglich angeordnet ist.In the 7 to 9 is in each case a first object 1 represented in the form of a machine bed on which a second object 2 is movably arranged in the form of a carriage along a direction of movement R.

Am Schlitten 2 ist jeweils über ein Gelenk 5 (Festkörpergelenk nach Art eines Filmscharnieres), welches eine Kipp- bzw. Schwenkachse K definiert, ein Teilungsträger 4 kippbar angelenkt, dessen mindestens eine Teilungsstruktur mittels einer zugeordneten Abtasteinheit 3 abtastbar ist. Diese Kippachse K verläuft parallel zur neutralen Schwenkachse x der Positionsmesseinrichtung und liegt in deren neutraler Ebene.At the sled 2 is each about a joint 5 (Solid-state hinge in the manner of a film hinge), which defines a tilting or pivoting axis K, a graduation carrier 4 articulated tiltably, the at least one division structure by means of an associated scanning unit 3 is palpable. This tilting axis K runs parallel to the neutral pivot axis x of the position-measuring device and lies in its neutral plane.

Die Abtasteinheit 3 liegt hier vor der dem ersten Objekt 1 in Form eines Maschinenbettes abgewandten Seite des Teilungsträgers 4; sie ist jedoch gemeinsam mit dem Maschinenbett 1 ortsfest angeordnet, so dass durch Abtastung der am Teilungsträger 4 vorgesehenen Teilungsstruktur mittels der Abtasteinheit 3 Positionsänderungen des Schlittens 2 bezüglich des Maschinenbettes 1 erfassbar sind.The scanning unit 3 is here before the first object 1 in the form of a machine bed side facing away from the graduation carrier 4 ; however, it is common with the machine bed 1 arranged stationary, so that by scanning the on the graduation carrier 4 provided division structure by means of the scanning unit 3 Position changes of the carriage 2 concerning the machine bed 1 are detectable.

Das jeweilige Gelenk 5, über das der Teilungsträger 4 kippbar am bewegbaren zweiten Objekt 2 in Form des Schlittens angelenkt ist, wird dabei jeweils so ausgeführt, dass es eine senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R erstreckte Kippachse K definiert und Kippbewegungen des Teilungsträgers 4 um jene Achse K – für kleine Auslenkungen aus der in den 7 bis 9 dargestellten Ausgangslage des Teilungsträgers 4 – jeweils im Wesentlichen senkrecht zu jener Richtung R erfolgen.The respective joint 5 about which the division bearer 4 tiltable on the movable second object 2 is articulated in the form of the carriage is in each case carried out so that it defines a perpendicular to the movement and measuring direction R extending tilting axis K and tilting movements of the graduation carrier 4 around that axis K - for small deflections from the into the 7 to 9 illustrated starting position of the graduation carrier 4 - take place in each case substantially perpendicular to that direction R.

Der Teilungsträger 4 ist bei den Anordnungen der 7 bis 9 im Bereich eines von dem Kippgelenk 5 beabstandeten Endabschnittes jeweils zusätzlich über ein Lager 7 gelagert, wie weiter oben anhand der 2a und 2b bereits im Einzelnen beschrieben. Es ist hier ein einfaches Rollenlager dargestellt; die Verwendung anderer Lager ist, wie oben bereits erwähnt, ebenso möglich.The graduation carrier 4 is in the arrangements of the 7 to 9 in the area of one of the tilting joint 5 spaced end portion in each case additionally via a bearing 7 stored, as above on the basis of 2a and 2 B already described in detail. It is shown here a simple roller bearing; the use of other bearings is also possible, as mentioned above.

Die Anordnungen der 7 bis 9 unterscheiden sich in der Lage der neutralen Drehachse x und damit der Lage der neutralen Ebene (die mit der Arbeitsebene A zusammenfällt) der jeweiligen Positionsmesseinrichtung, welche wiederum von der konkreten Ausführung des Teilungsträgers 4, der daran vorgesehenen Teilungsstruktur(en) sowie der Abtasteinheit 3 abhängt.The arrangements of 7 to 9 differ in the position of the neutral axis of rotation x and thus the position of the neutral plane (which coincides with the working plane A) of the respective position measuring device, which in turn of the specific embodiment of the graduation carrier 4 , the dividing structure (s) provided thereon and the scanning unit 3 depends.

Bei der Anordnung gemäß 7 liegt die neutrale Drehachse x in einer der Abtasteinheit 3 zugewandten Oberfläche des Teilungsträgers 4; bei der Anordnung gemäß 8 liegt die neutrale Drehachse x in der Abtasteinheit 3 und bei der Anordnung gemäß 9 liegt sie in dem Teilungsträger 4. In allen drei Fällen ist das die Kippachse K definierende Gelenk 5 jeweils so ausgestaltet, dass die Schwenkachse K in der jeweiligen neutralen Ebene und parallel zur Drehachse x liegt.In the arrangement according to 7 is the neutral axis of rotation x in one of the scanning unit 3 to facing surface of the graduation carrier 4 ; in the arrangement according to 8th is the neutral axis of rotation x in the scanning unit 3 and in the arrangement according to 9 she lies in the graduation carrier 4 , In all three cases, the joint defining the tilting axis K is 5 each configured so that the pivot axis K is in the respective neutral plane and parallel to the axis of rotation x.

Somit ist es bei geeigneter Anordnung und Ausgestaltung des zur gelenkigen Lagerung des Teilungsträgers 4 dienenden Gelenkes 5, wie anhand der 7 bis 9 gezeigt, ohne Weiteres möglich, eine angestrebte Anordnung der jeweiligen Kippachse K in der Arbeitsebene A bzw. in der neutralen Ebene der Positionsmesseinrichtung zu realisieren.Thus, it is with a suitable arrangement and design of the articulated mounting of the graduation carrier 4 serving joint 5 as based on the 7 to 9 shown, readily possible to realize a desired arrangement of the respective tilt axis K in the working plane A and in the neutral plane of the position measuring device.

Wie anhand der 4a und 4b deutlich wird, muss das eine Kippachse K definierende erste Gelenk 5, über das der Teilungsträger 4 gelenkig gelagert ist, keineswegs zwingend an einem Ende des Teilungsträgers 4 vorgesehen sein. Gemäß den 4a und 4b, wobei 4b eine Draufsicht auf die Anordnung der 4a ohne das Maschinenbett 1 darstellt, ist das besagte Gelenk 5 vielmehr im mittleren Bereich des Teilungsträgers 4 vorgesehen. Hierzu steht vom zweiten Objekt 2 in Form eines Schlittens ein Verbindungselement 22 ab, welches den Teilungsträger 4 übergreift und an welchem neben beiden Längsseiten des Teilungsträgers 4 zur Bildung eines Gelenkes jeweils eine Blattfeder 5 angeordnet ist, die wiederum über jeweils ein trägerseitiges Verbindungselement 42 mit dem Teilungsträger 4 in Verbindung steht.As based on the 4a and 4b becomes clear, which must be a tilting axis K defining first joint 5 about which the division bearer 4 articulated, by no means mandatory at one end of the graduation carrier 4 be provided. According to the 4a and 4b , in which 4b a plan view of the arrangement of 4a without the machine bed 1 represents, is said joint 5 rather in the middle area of the graduation carrier 4 intended. This is indicated by the second object 2 in the form of a carriage, a connecting element 22 which is the division carrier 4 overlaps and on which next to both sides of the graduation carrier 4 to form a joint in each case a leaf spring 5 is arranged, in turn, via each a carrier-side connecting element 42 with the graduation carrier 4 communicates.

Gemäß 5 kann vorgesehen sein (zur Vermeidung des Einsatzes von Teilungsträgern, z. B. in Form eines entlang der Bewegungs- und Messrichtung R erstreckten Maßstabes, die eine besonders große Ausdehnung aufweisen und dementsprechend bei gelenkiger Lagerung besonders schwingungsempfindlich wären), mindestens zwei Teilungsträger 4a, 4b, die jeweils eine entlang der Bewegungs- und Messrichtung R erstreckte Teilungsstruktur aufweisen, entlang jener Richtung R hintereinander anzuordnen, also im Ergebnis eine Teilungsstruktur auf mehrere Teilungsträger zu verteilen.According to 5 can be provided (to avoid the use of graduation carriers, for example in the form of a scale along the direction of movement and measurement R, which have a particularly large extent and would therefore be particularly sensitive to vibration in articulated storage), at least two graduation carriers 4a . 4b , each of which has a division structure extended along the movement and measurement direction R, to be arranged one behind the other along that direction R, that is to say as a result distributing a division structure over a plurality of division carriers.

Der erste Teilungsträger 4a ist dann in der bereits anhand der 2a und 2b beschriebenen Weise über ein erstes Gelenk 5a schwenkbar am bewegbaren zweiten Körper (Schlitten 2) angelenkt und mit seinem anderen Ende über ein weiteres (zweites) Gelenk 6a, welches Translationsbewegungen senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R entgegenwirkt, mit einem Gleiter 20a verbunden, der ebenso wie der Schlitten 2 beweglich am ersten Körper (Maschinenbett 1) geführt ist.The first graduation carrier 4a is then in the already using the 2a and 2 B way described above a first joint 5a pivotable on the movable second body (slide 2 ) and with its other end on another (second) joint 6a , which counteracts translational movements perpendicular to the movement and measurement direction R, with a slider 20a connected, as well as the sled 2 movable on the first body (machine bed 1 ) is guided.

An jenem Gleiter 20a ist gemäß 5 über ein zusätzliches erstes Gelenk 5b, welches ebenso wie das obige erste Gelenk 5a eine Schwenkachse definiert, der zweite Teilungsträger 4b angelenkt, der im Bereich seines anderen Endes wiederum über ein zweites Gelenk 6b, welches Translationen senkrecht zur Bewegungs- und Messrichtung R entgegenwirkt, gelenkig an einem dortigen Gleiter 20b angebunden ist.At that glider 20a is according to 5 via an additional first joint 5b which as well as the above first joint 5a defines a pivot axis, the second graduation carrier 4b hinged, which in turn at the other end via a second joint 6b , which counteracts translations perpendicular to the movement and measurement direction R, hinged to a slider there 20b is connected.

Zusammenfassend sind also bei der Anordnung der 5 zwei Teilungsträger 4a, 4b in Form zweier Maßstäbe entlang der Bewegungs- und Messrichtung R hintereinander angeordnet und dabei jeweils in der Weise gelenkig gelagert, dass das jeweils zugeordnete erste Gelenk 5a, 5b Translationsbewegungen des jeweiligen Teilungsträgers 4a, 4b entlang der Bewegungs- und Messrichtung R entgegenwirkt, jedoch insbesondere eine Schwenkbewegung des jeweiligen Teilungsträgers 4a, 4b senkrecht zu der Bewegungs- und Messrichtung R zulässt.In summary, so in the arrangement of 5 two graduation carriers 4a . 4b arranged in the form of two scales along the direction of movement and measurement R one behind the other and thereby each articulated in such a way that the respectively associated first joint 5a . 5b Translational movements of the respective graduation carrier 4a . 4b counteracts along the movement and measuring direction R, but in particular a pivoting movement of the respective graduation carrier 4a . 4b perpendicular to the movement and measurement direction R permits.

Zusätzlich sind die beiden Teilungsträger 4a, 4b an einer von dem jeweiligen ersten Gelenk 5a, 5b entlang der Bewegungs- und Messrichtung R beabstandeten Stelle über ein jeweiliges zweites Gelenk 6a, 6b gelenkig gelagert, welches Translationsbewegungen des jeweiligen Teilungsträgers 4a, 4b quer zur Bewegungs- und Messrichtung R entgegenwirkt, um diese zu verhindern.In addition, the two graduation carriers 4a . 4b at one of the respective first joint 5a . 5b along the movement and measuring direction R spaced location on a respective second joint 6a . 6b articulated, which translational movements of the respective graduation carrier 4a . 4b transversely to the direction of movement and measurement R counteracts to prevent them.

Bei einer solchen Anordnung ist dafür Sorge zu tragen, dass der Übergangsbereich zwischen den beiden Teilungsträgern 4a, 4b eine fortdauernde Positionsmessung nicht behindert. D. h., es muss sichergestellt werden, dass eine Positionsmessung auch dann möglich ist, wenn eine den Teilungsträgern 4a, 4b zugeordnete Abtasteinheit 3 bei einem Abtastvorgang den Übergangsbereich zwischen den beiden Teilungsträgern 4a, 4b abtastet.In such an arrangement, care must be taken to ensure that the transitional area between the two graduation carriers 4a . 4b a continuous position measurement is not hindered. That is, it must be ensured that a position measurement is possible even if one of the graduation carriers 4a . 4b associated scanning unit 3 in a scanning process, the transition region between the two graduation carriers 4a . 4b scans.

Sofern es nicht möglich sein sollte, im Übergangsbereich eine Teilungsstruktur mit hinreichender Genauigkeit vorzusehen, können den Teilungsträgern 4a, 4b zwei Abtasteinheiten 3 zugeordnet werden, die entlang der Bewegungs- und Messrichtung R hintereinander angeordnet sind. Sofern bei einer Positionsbestimmung die eine Abtasteinheit bei einem Abtastvorgang auf den Übergangsbereich zwischen den beiden Teilungsträgern 4a, 4b zugreift, können dann die Ausgangssignale der anderen der beiden Abtasteinheiten 3 für eine Positionsbestimmung herangezogen werden.If it should not be possible to provide a dividing structure with sufficient accuracy in the transitional area, the division carriers can 4a . 4b two scanning units 3 are assigned, which are arranged one behind the other along the movement and measurement direction R. If, in a position determination, the one scanning unit in a scanning on the transition region between the two graduation carriers 4a . 4b then accesses the outputs of the other of the two scanning units 3 be used for a position determination.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19511068 A1 [0016] DE 19511068 A1 [0016]
  • - DE 19923505 A1 [0016] - DE 19923505 A1 [0016]
  • - DE 10144659 A1 [0016] - DE 10144659 A1 [0016]
  • - DE 102007035345 A1 [0016] - DE 102007035345 A1 [0016]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Positionsmesssysteme für den Maschinenbau und die Elektroindustrie von Alfons Ernst (Landsberg/Lech: 1998; 3. Aufl.) [0004] - Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Position measuring systems for mechanical engineering and the electrical industry by Alfons Ernst (Landsberg / Lech: 1998; 3rd ed.) [0004]
  • - Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Positionsmesssysteme für den Maschinenbau und die Elektroindustrie von Alfons Ernst (Landsberg/Lech: 1998; 3. Aufl.) [0048] - Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Position measuring systems for mechanical engineering and the electrical industry by Alfons Ernst (Landsberg / Lech: 1998; 3rd ed.) [0048]

Claims (16)

Positionsmesseinrichtung, mit – einem Teilungsträger (4, 4a, 4b), der mindestens eine entlang einer Messrichtung (R) verlaufende Teilungsstruktur (40) aufweist, welche zur Positionsmessung mittels einer zugeordneten Abtasteinheit (3) abtastbar ist, und – einer Aufnahme (1), an welcher ein verfahrbares Objekt (2) entlang der Messrichtung (R) beweglich geführt ist, wobei die Abtasteinheit (3) einerseits und der Teilungsträger (4, 4a, 4b) andererseits jeweils einer der beiden Komponenten Aufnahme (1) und verfahrbares Objekt (2) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungsträger (4, 4a, 4b) über mindestens ein Gelenk (5, 5a, 5b) gelagert ist, welches ein Verschwenken des Teilungsträgers (4, 4a, 4b) bezüglich der Aufnahme (1) um eine Kippachse (K) zulässt, und dass die Kippachse (K) in einer Ebene liegt, die durch die Messrichtung (R) und eine neutrale Drehachse (x) der Positionsmesseinrichtung aufgespannt wird, und die Kippachse (K) dabei parallel zur neutralen Drehachse (x) verläuft.Position measuring device, with - a graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ), the at least one along a measuring direction (R) extending graduation structure ( 40 ), which for position measurement by means of an associated scanning unit ( 3 ) is scannable, and - a recording ( 1 ), on which a movable object ( 2 ) is movably guided along the measuring direction (R), wherein the scanning unit ( 3 ) on the one hand and the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) On the other hand, each one of the two components recording ( 1 ) and movable object ( 2 ), characterized in that the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) via at least one joint ( 5 . 5a . 5b ), which pivoting the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) concerning the recording ( 1 ) about a tilting axis (K), and that the tilting axis (K) lies in a plane which is spanned by the measuring direction (R) and a neutral rotation axis (x) of the position-measuring device, and the tilting axis (K) parallel to the neutral Rotary axis (x) runs. Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungsträger (4, 4a, 4b) über das Gelenk (5, 5a, 5b) mit dem verfahrbaren Objekt (2) verbunden ist.Position measuring device according to claim 1, characterized in that the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) over the joint ( 5 . 5a . 5b ) with the movable object ( 2 ) connected is. Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (5, 5a, 5b) Translationsbewegungen des Teilungsträgers (4, 4a, 4b) bezüglich des verfahrbaren Objektes (2) entlang der Messrichtung (R) entgegenwirkt.Position measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the joint ( 5 . 5a . 5b ) Translational motions of the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) with respect to the movable object ( 2 ) counteracts along the measuring direction (R). Positionsmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (5, 5a, 5b) als ein einteiliges Festkörpergelenk ausgebildet ist.Position measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the joint ( 5 . 5a . 5b ) is formed as a one-piece solid-body joint. Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (5, 5a, 5b) durch eine Blattfeder oder ein Filmscharnier gebildet wird.Position measuring device according to claim 4, characterized in that the joint ( 5 . 5a . 5b ) is formed by a leaf spring or a film hinge. Positionsmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungsträger (4, 4a, 4b) zusätzlich mittels eines Lagers (6, 6a, 6b, 7) abgestützt ist, welches entlang der Messrichtung (R) von dem Gelenk (5, 5a, 5b) beabstandet ist.Position measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) additionally by means of a warehouse ( 6 . 6a . 6b . 7 ) supported along the measuring direction (R) of the joint ( 5 . 5a . 5b ) is spaced. Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (6, 6a, 6b, 7) derart ausgebildet ist, dass es Translationsbewegungen des Teilungsträgers (4, 4a, 4b) senkrecht zur Messrichtung (R) entgegenwirkt.Position measuring device according to claim 6, characterized in that the bearing ( 6 . 6a . 6b . 7 ) is designed such that it translational movements of the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) counteracts perpendicular to the measuring direction (R). Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungsträger (4, 4a, 4b) über das Lager (6, 6a, 6b) an einem gemeinsam mit dem verfahrbaren Objekt (2) entlang der Aufnahme (1) beweglichen Gleiter (20, 20a, 20b) abgestützt ist.Position measuring device according to claim 6 or 7, characterized in that the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) over the camp ( 6 . 6a . 6b ) at one together with the movable object ( 2 ) along the picture ( 1 ) movable slider ( 20 . 20a . 20b ) is supported. Positionsmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (6, 6a, 6b) als ein weiteres Gelenk ausgebildet ist.Position measuring device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the bearing ( 6 . 6a . 6b ) is formed as another joint. Positionsmesseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (6, 6a, 6b) durch ein Festkörpergelenk, insbesondere in Form eine Blattfeder, gebildet wird.Position measuring device according to claim 9, characterized in that the bearing ( 6 . 6a . 6b ) is formed by a solid-state joint, in particular in the form of a leaf spring. Positionsmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (7) ein Gleitlager, ein Rollenlager oder ein Luftlager ist.Position measuring device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the bearing ( 7 ) is a plain bearing, a roller bearing or an air bearing. Positionsmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Messrichtung (R) und die neutrale Drehachse (x) der Positionsmesseinrichtung aufgespannte Ebene, in der das Gelenk (5, 5a, 5b) liegt, mit einer Arbeitsebene (A) zusammenfällt, in der ein mit der Relativbewegung des verfahrbaren Objektes (2) bezüglich der Aufnahme (1) verknüpfter Bearbeitungsvorgang stattfindet, der durch Messung der Position des verfahrbaren Objektes (2) bezüglich der Aufnahme (1) mittels der Positionsmesseinrichtung steuerbar ist.Position measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the plane spanned by the measuring direction (R) and the neutral axis of rotation (x) of the position measuring device, in which the joint ( 5 . 5a . 5b ) coincides with a working plane (A) in which a with the relative movement of the movable object ( 2 ) concerning the recording ( 1 ) associated machining process takes place, which by measuring the position of the movable object ( 2 ) concerning the recording ( 1 ) is controllable by means of the position measuring device. Positionsmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (5, 5a, 5b) an einem Endabschnitt des Teilungsträgers (4, 4a, 4b) angeordnet ist.Position measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the joint ( 5 . 5a . 5b ) at an end portion of the graduation carrier ( 4 . 4a . 4b ) is arranged. Positionsmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (5) in einem mittleren Bereich des Teilungsträgers (4) angeordnet ist.Position measuring device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the joint ( 5 ) in a central region of the graduation carrier ( 4 ) is arranged. Positionsmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Positionsmesseinrichtung entlang der Messrichtung (R) mindestens zwei Teilungsträger (4a, 4b) hintereinander angeordnet sind, die jeweils an dem verfahrbaren Objekt (2) oder einem gemeinsam hiermit verfahrbaren Gleiter (20a) über mindestens ein Gelenk (5a, 5b) gelagert sind, welches ein Verschwenken des Teilungsträgers (4a, 4b) bezüglich der Aufnahme (1) zulässt.Position measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that in the position measuring device along the measuring direction (R) at least two graduation carriers ( 4a . 4b ) are arranged one behind the other, each on the movable object ( 2 ) or a jointly movable slider ( 20a ) via at least one joint ( 5a . 5b ), which pivoting the graduation carrier ( 4a . 4b ) concerning the recording ( 1 ) allows. Positionsmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmesseinrichtung als eine Längenmesseinrichtung und der Teilungsträger (4, 4a, 4b) als ein Maßstab ausgebildet ist.Position measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the position measuring device as a Län measuring device and the division carrier ( 4 . 4a . 4b ) is formed as a scale.
DE102008059667A 2008-11-26 2008-11-26 Position measuring device for measuring position of movable carriage of machine with respect to machine bed, has scale carrier supported at hinge that pivots carrier around tilting axis, which runs parallel to neutral axis of rotation Ceased DE102008059667A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059667A DE102008059667A1 (en) 2008-11-26 2008-11-26 Position measuring device for measuring position of movable carriage of machine with respect to machine bed, has scale carrier supported at hinge that pivots carrier around tilting axis, which runs parallel to neutral axis of rotation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059667A DE102008059667A1 (en) 2008-11-26 2008-11-26 Position measuring device for measuring position of movable carriage of machine with respect to machine bed, has scale carrier supported at hinge that pivots carrier around tilting axis, which runs parallel to neutral axis of rotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008059667A1 true DE102008059667A1 (en) 2010-05-27

Family

ID=42114701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008059667A Ceased DE102008059667A1 (en) 2008-11-26 2008-11-26 Position measuring device for measuring position of movable carriage of machine with respect to machine bed, has scale carrier supported at hinge that pivots carrier around tilting axis, which runs parallel to neutral axis of rotation

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008059667A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19511068A1 (en) 1995-03-25 1996-09-26 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Photoelectric position measuring device
DE19923505A1 (en) 1998-08-01 2000-02-03 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Rotary position measuring device
DE10144659A1 (en) 2000-09-14 2002-05-02 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Position measuring device for detecting the relative position of a scanning unit, comprising at least one scanning grating unit, a deviating element in the form of a ridge prism, and a plurality of optoelectric detectors
DE102007035345A1 (en) 2006-11-20 2008-05-21 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19511068A1 (en) 1995-03-25 1996-09-26 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Photoelectric position measuring device
DE19923505A1 (en) 1998-08-01 2000-02-03 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Rotary position measuring device
DE10144659A1 (en) 2000-09-14 2002-05-02 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Position measuring device for detecting the relative position of a scanning unit, comprising at least one scanning grating unit, a deviating element in the form of a ridge prism, and a plurality of optoelectric detectors
DE102007035345A1 (en) 2006-11-20 2008-05-21 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik: Positionsmesssysteme für den Maschinenbau und die Elektroindustrie von Alfons Ernst (Landsberg/Lech: 1998; 3. Aufl.)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69826406T2 (en) Scanning probe microscope with fine adjustment device
EP2247915B1 (en) Xy table with a measuring arrangement for position determination
EP1462760B1 (en) Apparatus for measuring the position of a probe in a coordinate measuring machine
EP3481999B1 (en) System and method for measuring a track
DE2061987C3 (en) Light beam-oriented position correction control device for straight-line guidance of carriages on machine tools that are guided with guide parts along a carriage path
WO2003073038A1 (en) Probing head for co-ordinate measuring devices
DE102012201857B4 (en) C-arm X-ray system and method with compensation of C-arm deformations and vibrations
DE102007036850B4 (en) Method for correcting nonlinearities of the interferometers of a coordinate measuring machine
DE102014205523A1 (en) Positioning device in gantry design
DE102007019453B4 (en) Coordinate measuring machine with two carriages on a common guide
DE2057828C3 (en) System for the precise displacement of an object in a plane
EP2679962B1 (en) Position measuring device
DE4421302C1 (en) Measurement of roll angle of axis in coordinate measurement machine
EP1415130B1 (en) Device for detecting the relative position of two bodies that can move in relation to one another
DE102013219487A1 (en) Coordinate measuring device and method for measuring a workpiece with a guide of the supply cable of a quill to avoid parasitic forces
DE102008059667A1 (en) Position measuring device for measuring position of movable carriage of machine with respect to machine bed, has scale carrier supported at hinge that pivots carrier around tilting axis, which runs parallel to neutral axis of rotation
DE3310345A1 (en) Method and device for measuring workpieces in three dimensions
DE102018114809A1 (en) Measuring system, especially coordinate measuring machine
DE102013210739B3 (en) Coordinate measuring machine for measuring workpiece, has drive unit that exerts directed force on thrust unit, such that amount, direction and point of application can be chosen and torque acting on measuring unit is specific value
DE2800340C2 (en) Adjustment device, in particular for optical measurements
DE102019126976A1 (en) Probe of a contour and / or roughness measuring device
DE10232349B4 (en) Probe for coordinate measuring instruments
DE102011054932A1 (en) coordinate measuring machine
DE102008017388B4 (en) Device for moving a workpiece or a tool and a cross table
DE3939833C2 (en) Table arrangement for a pattern drawing device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final