DE19650690C2

DE19650690C2 - Taktlineal oder Taktscheibe

Info

Publication number: DE19650690C2
Application number: DE19650690A
Authority: DE
Inventors: Jochen Rueckert
Original assignee: Ruhlatec Industrieprodukte GmbH
Current assignee: PWB ENCODERS GMBH, 99817 EISENACH, DE
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2016-12-07
Also published as: US5828047A; DE19650690A1; JPH10170309A; JP3014982B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Taktlineal oder eine Taktscheibe bestehend aus einem transparenten Träger, auf dem eine licht empfindliche Filmschicht angebracht ist, die durch Belichtung geschwärzte Balken und transparente Fensteröffnungen für die Abtastung durch optische Sensoren sowie eine reflektierende Schicht aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Taktlineals oder einer Taktscheibe der eingangs genannten Art.

Derartige Taktlineale und Taktscheiben sind aus der DE 44 29 892 A1 bekannt und dienen zur Positionserfassung bei Arbeitsma schinen, Handhabungsgeräten oder anderen Stellgliedern. Sie bestehen aus einem transparenten Material, auf dem Codierungen zur Abtastung über optische Sensoren angeordnet sind. Das transparente Material kann aus einem Industriefilm bestehen, wobei eine fotoempfindliche Schicht auf Gelatinebasis unge schützt der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt ist.

Taktscheiben sind in der Regel auf einer rotierenden Achse mittels Nabe befestigt. Ein Lichtstrahl erzeugt im Durchlicht verfahren bei der Rotation der Scheibe Impulse. Dabei liegt die Lichtquelle parallel zur Rotationsachse und sendet einen Lichtstrahl rechtwinklig auf die Scheibe aus.

Wenn das transparente Material auf der dem Sender abgewandten Seite als Verbundmaterial mit einer reflektierenden Schicht versehen ist, werden die aus dem Sender emittierten Impulse in der optischen Achse reflektiert und vom Empfänger registriert. Es wurde festgestellt, dass eindringende Feuchtigkeit den Ver bund aufbläht und die Reflexionsschicht verformt so dass Mess fehler auftreten können. Die Länge und Frequenz der Impulse wird durch sogenannte Fensteröffnungen bestimmt, die bei der Anordnung der Codebalken und damit durch die Codierung in "licht durchlässige bzw. lichtundurchlässige" Bereiche auf dem Taktline al vorgegeben werden. Die Codierungen für die Taktlineale müssen mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt werden, damit eine exakte Positionsbestimmung der bewegten Maschinenteile sichergestellt ist.

Bei der Herstellung von Taktlinealen oder Taktscheiben wird zweckmäßigerweise von einem Industriefilm ausgegangen, der über Masken oder einen Fotoplotter belichtet wird und nach der Ent wicklung schwarzgefärbte Codierungen sog. "Codebalken" aufweist. An den "Fensteröffnungen" ist der belichtete und entwickelte Standardfilm transparent und die Codierungen bestehen aus schwarzen und nicht reflektierenden Silberkörnern, die in Gelan tine eingebettet sind.

Nach dem Belichten, Entwickeln und Spülen des Filmes sind die Codemarken in Form von Erhebungen auf der Trägerschicht in vor gegebenen Abständen angeordnet. Bei genauerer Untersuchung hat sich herausgestellt, daß zwischen diesen Erhebungen noch Reste von Gelantine vorhanden waren, die trotz sorgfältiger Entwick lung und mehrfacher Spülung nicht vollständig entfernt werden konnten.

Auf diese Oberfläche wird eine Reflektionsschicht durch Auf dampfen oder durch andere Dünnschichtverfahren aufgebracht. Diese Reflektionsschicht ist jedoch nicht feuchtigkeitsdicht, so daß zur Verbesserung des Korrosionsverhaltens noch eine Wasserdampfsperrschicht aufgetragen werden mußte.

Aus fertigungstechnischen Gründen werden Taktlineale und Takt scheiben auf großflächigen Trägermaterialien hergestellt und durch Aufstanzen oder Schneiden vereinzelt. An den dabei ent stehenden Schnittkannten sind die einzelnen Schicht ungeschützt der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt. Die in der Gelantine schicht eindringende Feuchtigkeit bläht den Verbund auf und verformt die Reflektionsschicht, so daß die Messgenauigkeit absinkt.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Taktlineal oder eine Takt scheibe zu entwickeln, bei der die beschriebenen Nachteile nicht auftreten und eine hohe Maßhaltigkeit über eine längere Gebrauchsdauer erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Pa tentansprüche 1 und 5 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen 2-4 und 6 ange geben. Es hat sich gezeigt, daß sich durch die Aufbelichtung durchgehend geschwärzter Balken oder Ringe im Randbereich der Taktschei be und des Taktlineals ein Eindringen der Feuchtigkeit in die wasseraufnehmenden Bereiche der Taktscheibe mit Sicherheit ver meiden läßt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbei spiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt furch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Taktlineal;

Fig. 2 Draufsicht auf sowie Querschnitt durch eine erfin dungsgemäß ausgebildete Taktscheibe;

Fig. 3 Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Takt lineal.

In Fig. 1 besteht der Träger 1 aus einem transparentem Materi al. beispielsweise einem Polyestermaterial, das über eine Haft schicht 12 mit einer oberen und unteren Gelantineschicht 13, 14 verbunden ist.

Auf der in der Ansicht gemäß Fig. 1 unteren Seite sind in dem Bereich der wasseraufnehmenden Gelantineschicht 14 geschwärzte Balken 3, 4, 5, 10, 15 zu erkennen, die nach Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 2 durch Schwarzfärbung der Silberkörner in der Gelantineschicht entstanden sind.

Nach dem Spülen der belichteten, silberkornhaltigen Gelantine schicht bleiben restliche Gelantine 14 zwischen den geschwärzten Balken 3, 4, 5, 10, 15 zurück. Hierüber wird eine Reflektionsschicht 8 in einem Dünnschichtverfahren gelegt und danach eine Schutz schicht 11 aufgetragen.

In Fig. 2 ist eine alternative Darstellung des erfindungsgemä ßen Aufbaus anhand einer Taktscheibe 16 zu erkennen. Der Grund körper 17 umfaßt eine Flanschfläche und eine zentrische Nabe 18, auf der die Taktscheibe mit ihrer mittleren Öffnung 19 zentriert ist.

Der Aufbau der Taktscheibe ist analog zu Fig. 1, wobei anstelle der Schutzschicht 11 der Grundkörper 17 über eine Klebschicht 20 mit der Reflektionsschicht 8 verbunden ist.

Am inneren und äußeren Rand der Taktscheibe befinden sich ring- oder wulstförmige geschwärzte Balken 21a, b, die durch Aufbelichtung durchgehend geschwärzt sind und den Abschlußrand der Taktscheibe bilden.

In Fig. 3 ist ein Taktlineal in Draufsicht und im Querschnitt dargestellt, wobei das Material analog zu der in Fig. 1 angege benen Alternative aufgebaut ist. Anstelle der Schutzschicht 11 in Fig. 1 ist in Fig. 3 ein rechteckförmiger Träger 22 über eine Klebschicht 23 mit dem reflektierenden Taktlineal 24 ver bunden.

Der Rand des Taktlineals wird durch umlaufende geschwärzte Balken ge bildet, die im Außenbereich in Form eines Rechteck-Balkens 25 und an den Befestigungsbohrungen 26, 27 als ring- oder wulst förmige Kanten 28, 29 ausgebildet sind.

Claims

1. Taktlineal oder Taktscheibe für die Abtastung durch opti sche Sensoren in einem Reflexionsstrahlengang, bestehend aus einem transparenten Träger (1), auf dem auf der den Sensoren abgewandten Seite eine wasseraufnehmende, licht empfindliche Filmschicht (2) aufgebracht ist, die mehrere, durch Belichtung geschwärzte Codebalken mit dazwischen an geordneten transparenten Fensteröffnungen (6, 7) aufweist, sowie einer reflektierenden Schicht (8), die auf die was seraufnehmende, lichtempfindliche Schicht (2) aufgebracht ist, wobei die reflektierende Schicht mit einer Abdeckung versehen ist, die die reflektierende Schicht bis zu den Rändern vollständig abgedeckt, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche, wasseraufnehmende Schicht längs den äußeren und inneren Randbereichen des Taktline als oder der Taktscheibe wie Schnittkanten oder Bohrungen aufbelichtete durchgehend geschwärzte Balken oder Ringe als Feuchtigkeitssperre aufweist.

2. Taktlineal oder Taktscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung aus einer an der Reflektionsschicht (8) anhaftenden Schutzschicht (11) besteht.

3. Taktlineal oder Taktscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung aus einem Lack besteht.

4. Taktlineal oder Taktscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung aus einem festen Trägermaterial be steht, wobei die Zwischenräume zwischen den Codebalken, den Fensteröffnungen und den Randbereichen mit einem Kle ber oder Haftvermittler vollflächig ausgefüllt sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Taktlineals oder einer Taktscheibe mit folgenden Schritten:
Aufbringen einer lichtempfindlichen, wasseraufnehmenden Filmschicht (2) auf einen großflächigen transparenten Trä ger (1),
Aufbelichten einer Vielzahl von in einem späteren Verfahrensschritt zu vereinzelnden Taktlinealen oder Taktschei ben mit mehreren, einen Code bildenden, nach der Entwick lung der Filmschicht geschwärzten Balken
Aufbelichten von durchgehend geschwärzten Balken oder Rin gen in den Bereichen der Filmschicht (2), die nach dem Verfahrensschritt Vereinzelung oder Formgebung der Taktli neale oder Taktscheiben Randbereiche der einzelnen Taktli neale oder Taktscheiben längs Schnittkanten oder von Bohr löchern bilden
Entwickeln und Fixieren der Filmschicht (2),
Freispülen der unbelichteten Filmschicht (2)
Aufbringen einer Reflexionsschicht (8) auf die Film schicht (2)
Aufbringen einer Deckschicht auf die Reflexionsschicht (8)
Vereinzelung oder Formgebung der Taktlineale oder Takt scheiben.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung über einen Kleber oder einen Haftver mittler vollflächig bis zum Randbereich des Taktlineals oder der Taktscheibe aufgebracht wird.