DE202004021887U1 - Measuring device with linear guide - Google Patents

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Abstract

Messführungseinrichtung mit Linearführung, bestehend aus einem Profilträger, welcher wenigstens eine Führungsfläche aufweist, einem Messwagen, welcher zumindest teilweise den Profilträger umfasst, wobei auf dem Profilträger ein abtastbares Messlineal angeordnet ist und auf dem Messwagen ein Sensor zur Erfassung der Ist-Position vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwagen aus einem im Wesentlichen U-förmigen, den Profilträger umfassenden Körper besteht und an dem Messwagen wenigstens drei Laufrollen angeordnet sind, wobei wenigstens zwei Laufrollen parallel zueinander angeordnet sind, und zwar senkrecht zur Bewegungsrichtung und wobei die Laufrollen ein Laufflächenprofil aufweisen, welches mit dem Führungsprofil des Profilträgers derart korrespondiert, dass eine im Wesentlichen spielfreie Linearführung gewährleistet ist.Measuring guide device with linear guide, consisting of a profile carrier which has at least one guide surface, a measuring carriage which at least partially comprises the profile carrier, a scannable measuring ruler being arranged on the profile carrier and a sensor for detecting the actual position being provided on the measuring carriage characterized in that the measuring carriage consists of a substantially U-shaped body comprising the profile support and at least three running rollers are arranged on the measuring carriage, at least two running rollers being arranged parallel to one another, namely perpendicular to the direction of movement and wherein the running rollers have a running surface profile, which corresponds to the guide profile of the profile carrier in such a way that an essentially play-free linear guide is guaranteed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messführungseinrichtung mit Linearführung, bestehend aus einem Profilträger, welcher wenigstens eine Führungsfläche aufweist, einem Messwagen, welcher zumindest teilweise den Profilträger umfasst, wobei auf dem Profilträger ein abtastbares Messlineal angeordnet ist und auf dem Messwagen ein Sensor zur Erfassung der Ist-Position vorgesehen ist.The invention relates to a measuring guide device with linear guide, consisting of a profile carrier which has at least one guide surface, a measuring carriage which at least partially comprises the profile carrier, wherein on the profile carrier a scannable measuring ruler is arranged and on the measuring carriage, a sensor for detecting the actual position is provided.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE 102 15 188 bekannt. Diese Veröffentlichung zeigt eine Messführungseinrichtung mit einem Führungskörper und einen daran gelagerten Messwagen, wobei der Führungskörper durch ein geschlossenes Aluminiumstrangpressprofil gebildet ist. Durch angeformte Rippen und eingeformte Nuten lässt sich der Führungskörper als Grundbaustein nutzen.Such a device is from the DE 102 15 188 known. This publication shows a measuring guide device with a guide body and a measuring carriage mounted thereon, wherein the guide body is formed by a closed aluminum extruded profile. Through molded ribs and molded grooves, the guide body can be used as a basic building block.

Ein Nachteil dieser Einrichtung ist darin zu sehen, dass es sich hier um Gleitführungen handelt, die sehr verschleißanfällig sind und regelmäßig nachjustiert werden müssen. Außerdem ist der Messwagen insbesondere für Anwendungen unter extremen Umwelteinflüssen hinsichtlich seiner Stabilität gefährdet.A disadvantage of this device is the fact that these are sliding guides, which are very susceptible to wear and must be readjusted regularly. In addition, the measuring car is particularly endangered for applications under extreme environmental conditions in terms of its stability.

Es ist ferner aus der DE 102 14 426 eine Längenmesseinrichtung bekannt. Diese liegt ebenfalls auf einem Profilkörper als Führungsschiene auf. Ein Wagen ist über Rollen oder Kugelelemente verschiebbar gelagert. Die Längenmesseinrichtung ist mit einem lichtelektrischen, kapazitiven oder induktiven Abtastkopf ausgerüstet. Die Längenmesseinrichtung soll einfach austauschbar sein und platzsparend an einer Führungsschiene montiert werden können. Allerdings besteht hier der Nachteil, dass eine präzise Kugelführung erforderlich ist.It is also from the DE 102 14 426 a length measuring device known. This is also on a profile body as a guide rail. A car is slidably mounted on rollers or ball elements. The length measuring device is equipped with a photoelectric, capacitive or inductive scanning head. The length measuring device should be easily replaceable and can be mounted on a guide rail to save space. However, there is the disadvantage here that a precise ball guide is required.

Aus der DE 199 16 264 ist ein Führungssystem für Höhenmessgeräte bekannt. Hierzu sind Führungsrollen vorgesehen, die an Schienen entlang laufen. Zur Vorspannung und Stabilisierung ist ein Gegenlager vorgesehen, an welchem sich weitere Führungsrollen befinden. Dieser Aufbau ist aufwendig gestaltet und benötigt zusätzliche Vorspanneinrichtungen.From the DE 199 16 264 is known a guidance system for height gauges. For this purpose, guide rollers are provided which run along rails. For biasing and stabilizing an abutment is provided on which there are more guide rollers. This structure is elaborate and requires additional biasing devices.

Aus der DE 197 13 688 ist eine Vorrichtung zu entnehmen, welche ein Wälzlager aufweist, das sich über ein festes Wälzlagerteil bewegt. Das Wälzlagerteil ist nach Art einer Panzerkette aufgebaut, besitzt einen relativ einfachen technischen Aufbau, ist jedoch hinsichtlich der Genauigkeit nur eingeschränkt verwendbar.From the DE 197 13 688 is to remove a device which has a rolling bearing which moves over a fixed rolling bearing part. The rolling bearing part is constructed in the manner of a tank chain, has a relatively simple technical structure, but is limited in terms of accuracy usable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messführungseinrichtung zu schaffen, welche robust ist, einen einfachen Aufbau ausweist und selbst unter extremen Umweltbedingungen zuverlässig arbeitet.The invention has for its object to provide a measuring guide device, which is robust, identifies a simple structure and works reliably even under extreme environmental conditions.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Messwagen aus einem im Wesentlichen U-förmigen, den Profilträger umfassenden Körper besteht und an dem Messwagen wenigstens drei Laufrollen angeordnet sind, wobei wenigstens zwei Laufrollen parallel zueinander angeordnet sind, und zwar senkrecht zur Bewegungsrichtung und wobei die Laufrollen ein Laufflächenprofil aufweisen, welches mit dem Führungsprofil des Profilträgers derart korrespondiert, dass eine nahezu spielfreie Linearführung gewährleistet ist.This object is achieved in that the measuring carriage consists of a substantially U-shaped, the profile carrier body and the measuring carriage at least three rollers are arranged, wherein at least two rollers are arranged parallel to each other, perpendicular to the direction of movement and wherein the rollers have a tread profile, which corresponds to the guide profile of the profile carrier such that a virtually backlash-free linear guide is guaranteed.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Messwagen ein U-förmiger Körper ist, welcher eine sehr hohe Steifigkeit aufweist und in diesem U-förmigen Körper wenigstens drei Laufrollen integriert sind. Diese Laufrollen greifen mit ihrem Laufflächenprofil in ein geeignetes Führungsprofil des Profilträgers ein. Damit wird gewährleistet, dass ein Verkanten nicht möglich ist. Die Laufrollen und das Führungsprofil sind im Wesentlichen schmutzunempfindlich, eine Justage muss aufgrund der Robustheit des Systems nicht vorgenommen werden.The advantage of the invention is that the measuring carriage is a U-shaped body, which has a very high rigidity and at least three rollers are integrated in this U-shaped body. These rollers engage with their tread pattern in a suitable guide profile of the profile carrier. This ensures that tilting is not possible. The rollers and the guide profile are essentially dirt-resistant, an adjustment need not be made due to the robustness of the system.

Bei der Anwendung von drei Laufrollen sind zwei auf einer Seite des Profilträgers angeordnet und eine dritte auf der gegenüberliegenden Seite und zwar bezogen auf die zwei ersten im Wesentlichen mittig zwissten.In the application of three rollers, two are arranged on one side of the profile carrier and a third on the opposite side and with respect to the two first substantially centrally zwissten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind vier Laufrollen vorgesehen. Dabei befinden sich jeweils zwei auf einer Seite des Profilträgers. Die Laufrollen, welche sich gegenüber stehen sind hinsichtlich ihrer Achsen parallel ausgerichtet. Die Achsen befinden sich bezogen auf die Laufrichtung in einer rechtwinklig zur Laufachse verlaufenden Ebene.According to one embodiment of the invention, four rollers are provided. There are two each on one side of the profile carrier. The rollers, which are opposite to each other are aligned in parallel with respect to their axes. The axes are located in relation to the running direction in a direction perpendicular to the axis running plane.

Weiterbildungsgemäß sind die Laufrollen mit Gleitlagern ausgerüstet, dies bedeutet, dass an dem Messwagen Aufnahmeschlitze für die Laufrollen vorgesehen sind. Mit einem Achsstift wird jede Laufrolle in einem Aufnahmeschlitz aufgenommen und gelagert. Auch die Verwendung von Gleitlagern trägt zur hohen Robustheit des gesamten Systems bei.According to training, the rollers are equipped with plain bearings, this means that are provided on the measuring carriage receiving slots for the rollers. With an axle pin, each roller is received and stored in a receiving slot. The use of plain bearings also contributes to the high robustness of the entire system.

Gemäß einer Ausgestaltung der Laufrollen sind diese mit Seitenwangen versehen. Diese Seitenwangen stützen sich in den Aufnahmeschlitzen, bzw. in den Wandungen der Aufnahmeschlitze ab, wobei ein geringes Spiel zwischen Seitenwange und Aufnahmeschlitz für die Messgenauigkeit unerheblich ist.According to one embodiment of the rollers they are provided with side cheeks. These side cheeks are based in the receiving slots, or in the walls of the receiving slots, with a small clearance between the side wall and receiving slot for the measurement accuracy is irrelevant.

Die Abtastung der Position des Messwagens, bzw. die Erfassung des Weges, welcher der Messwagen auf dem Profilträger zurücklegt, erfolgt über einen Inkrementalgeber oder über einen Absolutgeber, in bevorzugter Weise mit einem magnetisch wirkenden Messband, welches an dem Profilträger befestigt ist.The scanning of the position of the measuring carriage, or the detection of the path, which covers the measuring carriage on the profile carrier, via an incremental encoder or via an absolute encoder, preferably with a magnetically acting measuring tape, which is attached to the profile carrier.

Ferner besteht auch die Möglichkeit, ein optisch wirksames Messband zu befestigen und über einen optischen Sensor die Position, bzw. die Längsverschiebung zu ermitteln.Furthermore, it is also possible to attach an optically effective measuring tape and to determine the position or the longitudinal displacement via an optical sensor.

Ausserdem besteht auch die Möglichkeit, die Position des Messwagens über Ultraschall-Laserstrahl oder andere geeignete Messsignalgeber, bzw. -empfänger zu ermitteln.In addition, it is also possible to determine the position of the measuring carriage via ultrasonic laser beam or other suitable measuring signal transmitter, or receiver.

Ein Anzeigegerät ist unmittelbar auf dem Messwagen oder von diesem entfernt stationär, an einem Bedienpult oder Monitor angeordnet.A display device is located directly on the measuring carriage or stationary away from it, arranged on a control panel or monitor.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen nicht nur aus den Ansprüchen, sondern auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei auch für diese Merkmale einzeln oder in Kombination mit den in den Ansprüchen genannten Merkmalen Schutz beansprucht wird.These and other features of the invention are apparent not only from the claims, but also from the description and the drawings, which is claimed for these features individually or in combination with the features mentioned in the claims protection.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Es zeigt:It shows:

1 eine Schnittdarstellung durch eine Messführungseinrichtung, 1 a sectional view through a measuring guide device,

2 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Einrichtung. 2 a top view of the in 1 shown device.

3 eine perspektivische Darstellung der Einrichtung mit den entsprechenden Komponenten. 3 a perspective view of the device with the corresponding components.

Die Darstellung gemäß 1 zeigt eine Messführungseinrichtung 10, bestehend aus einem Profilträger 11, welcher z. B. ein Aluminiumstrangpressprofil ist. Dieser Profilträger weist 2 gegenüberliegend angeordnete Nuten 12, 13 auf. Es handelt sich dabei um die Führungsnuten für einen Messwagen 14. Dieser Messwagen 14 ist ein U-förmiger Körper, der mit Aufnahmeschlitzen 15, 16 versehen ist. In diesen Aufnahmeschlitzen sind Laufrollen 17, 18 angeordnet. Die Laufrollen sind auf einer Achse befestigt. Diese Achse ist ein Stift, der längs der dargestellten Mittellinie verläuft. Der Lager-Stift 19, 20 ist gestrichelt gezeigt. Die Laufrollen stützen sich mit ihren Seitenwangen 21, 22, 23, 24 an den Innenwänden der Aufnahmeschlitze 15 und 16 ab. Zur Abtastung der Position des Messwagens 14 dient ein Magnetstreifen 25, welcher auf den Profilträger 11 aufgeklebt ist. Die Abtastung des Magnetfeldes erfolgt über einen magnetisch wirksamen Sensor 26. Dessen Signale gelangen über eine hier nicht dargestellte Signalleitung zu einem ebenfalls nicht dargestellten Anzeigegerät, welches die absolute oder relative Position, bzw. den Verfahrweg wiedergibt.The representation according to 1 shows a measurement guide device 10 , consisting of a profile beam 11 which z. B. is an aluminum extruded profile. This profile carrier has 2 oppositely disposed grooves 12 . 13 on. These are the guide grooves for a measuring car 14 , This measuring car 14 is a U-shaped body with receiving slots 15 . 16 is provided. There are rollers in these slots 17 . 18 arranged. The rollers are mounted on an axle. This axis is a pin which runs along the illustrated center line. The camp pin 19 . 20 is shown in dashed lines. The rollers are supported by their side cheeks 21 . 22 . 23 . 24 on the inner walls of the receiving slots 15 and 16 from. To scan the position of the trolley 14 serves a magnetic strip 25 , which on the profile carrier 11 is glued on. The scanning of the magnetic field via a magnetically active sensor 26 , Whose signals arrive via a signal line not shown here to a display device, also not shown, which reproduces the absolute or relative position, or the travel.

2 zeigt eine Draufsicht auf die in 1 gezeigt Messführungseinrichtung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Aus 2 ist zu erkennen, dass auf jeder Seite des Profilträgers 11 zwei Laufrollen 17, 27 angeordnet sind. Auf der gegenüberliegenden Seite befinden sich ebenfalls zwei Laufrollen, deren Achsen mit den Achsen der hier gezeigten Laufrollen in einer rechtwinklig zur Laufrichtung sich erstreckenden Ebene befinden. Der Profilträger 11 weist eine Länge auf, die der maximalen Messlänge entspricht. Dies kann mehrere Meter betragen. Die Länge des Messwagens 14 beträgt etwa 100–150 mm, so dass eine sehr stabile und absolut kippsichere Messeinrichtung geschaffen wird. 2 shows a plan view of the in 1 shown measuring guide device. Identical parts are provided with the same reference numerals. Out 2 You can see that on each side of the profile carrier 11 two rollers 17 . 27 are arranged. On the opposite side there are also two rollers whose axes are located with the axes of the rollers shown here in a direction perpendicular to the direction extending plane. The profile carrier 11 has a length that corresponds to the maximum gauge length. This can be several meters. The length of the measuring cart 14 is about 100-150 mm, so that a very stable and absolutely non-tilting measuring device is created.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gesamtsystems, auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellung der gemessenen Positionen erfolgt über ein hier unmittelbar an dem Messwagen 14 angeordneten Display 28, das auf einer Auswerteelektronik 29 unmittelbar angeordnet ist. Diese kompakte Einheit schafft gleichzeitig die Möglichkeit, den Messwagen auch auf anderen Profilträgern, die ebenfalls mit einem Magnetstreifen 25 versehen sind, anzuwenden. 3 shows a perspective view of the entire system, here are the same parts with the same reference numerals. The representation of the measured positions via a here directly on the measuring carriage 14 arranged display 28 that on an evaluation 29 is arranged directly. This compact unit also creates the possibility of the measuring car on other profile beams, which also with a magnetic strip 25 are applied.

Neben einer hohen Messgenauigkeit zeichnet sich das Gerät durch eine extreme Robustheit und Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen aus. Bei einer entsprechenden Positionierung, d. h. eine hängende oder liegende Anordnung, gelangt kein Schmutz in die Führungsnuten 12, 13. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Profilträger 11 zu schwenken so dass in jeder beliebigen Lage die Messung vorgenommen werden kann.In addition to a high measuring accuracy, the device is characterized by an extreme ruggedness and insensitivity to environmental influences. In a corresponding positioning, ie a hanging or horizontal arrangement, no dirt gets into the guide grooves 12 . 13 , There is also the possibility of the profile carrier 11 to pivot so that in any position the measurement can be made.

An dem Messwagen 14 ist eine Durchgangsbohrung 30 angeordnet. An dieser Durchgangsbohrung 30 kann beispielsweise ein Anschlagstift eingeschoben und positioniert werden, so dass beispielsweise die Möglichkeit besteht, Plattenmaterial an einer Bearbeitungsmaschine abzumessen, bzw. die Länge des Plattenmaterials abzustimmen. Eine weitere Anwendung ist beispielsweise das Messen von Sägeabschnitten. Hierzu ist ein Profilträger an einer Rollenbahn angebaut.At the measuring car 14 is a through hole 30 arranged. At this through hole 30 For example, a stop pin can be inserted and positioned so that, for example, there is the possibility of metering plate material on a processing machine, or to tune the length of the plate material. Another application is, for example, the measurement of sawing sections. For this purpose, a profile carrier is attached to a roller conveyor.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 19713688 [0006] DE19713688 [0006]

Claims (7)

Messführungseinrichtung mit Linearführung, bestehend aus einem Profilträger, welcher wenigstens eine Führungsfläche aufweist, einem Messwagen, welcher zumindest teilweise den Profilträger umfasst, wobei auf dem Profilträger ein abtastbares Messlineal angeordnet ist und auf dem Messwagen ein Sensor zur Erfassung der Ist-Position vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwagen aus einem im Wesentlichen U-förmigen, den Profilträger umfassenden Körper besteht und an dem Messwagen wenigstens drei Laufrollen angeordnet sind, wobei wenigstens zwei Laufrollen parallel zueinander angeordnet sind, und zwar senkrecht zur Bewegungsrichtung und wobei die Laufrollen ein Laufflächenprofil aufweisen, welches mit dem Führungsprofil des Profilträgers derart korrespondiert, dass eine im Wesentlichen spielfreie Linearführung gewährleistet ist.Measuring guide device with linear guide, consisting of a profile carrier which has at least one guide surface, a measuring carriage which at least partially comprises the profile carrier, wherein on the profile carrier a scannable measuring ruler is arranged and on the measuring carriage, a sensor for detecting the actual position is provided by in that the measuring carriage consists of a substantially U-shaped body comprising the profiled carrier and at least three rollers are arranged on the measuring carriage, at least two rollers being arranged parallel to one another, perpendicular to the direction of movement and the rollers having a tread pattern, which corresponds to the guide profile of the profile carrier such that a substantially backlash-free linear guide is ensured. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Messwagen vier Laufrollen angeordnet sind, wobei jeweils zwei Laufrollen parallel angeordnet sind und sich jeweils zwei Laufrollen gegenüberstehen.Measuring guide device according to claim 1, characterized in that four rollers are arranged on the measuring carriage, wherein two rollers are arranged in parallel and facing each two rollers. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrollen über Gleitlager auf Achsstifte am Messwagen befestigt sind.Measuring guide device according to claim 1 or 2, characterized in that the rollers are mounted on slide bearings on axle pins on the measuring carriage. Messführungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrollen jeweils zwei bezogen auf die Laufflächen durchmesserreduzierte Seitenwangen aufweisen, welche sich an Innenwandungen jeweils eines Laufrollenausschnittes des Messwagens abstützen.Measuring guide device according to claim 3, characterized in that the rollers each have two with respect to the running surfaces diameter-reduced side cheeks, which are supported on inner walls of each of a roller neck of the measuring carriage. Messführungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messlineal magnetisch dotiert ist und als Inkrementalgeber oder als Absolutwertgeber ausgebildet ist und wobei der an dem Messwagen angeordnete Sensor zum berührungslosen Detektieren der magnetisch modulierten Signale des Maßstabes geeignet ist.Measuring guide device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring ruler is magnetically doped and is designed as an incremental encoder or as an absolute encoder and wherein the arranged on the measuring carriage sensor for non-contact detection of the magnetically modulated signals of the scale is suitable. Messführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messlineal optisch dotiert ist und als Inkrementalgeber oder als Absolutwertgeber ausgebildet ist und wobei der an dem Messwagen angeordnete Sensor zum berührungslosen Detektieren der optischen Signale des Maßstabes geeignet ist.Measuring guide device according to one of claims 1-4, characterized in that the measuring ruler is optically doped and is designed as an incremental encoder or as an absolute encoder and wherein the arranged on the measuring carriage sensor for non-contact detection of the optical signals of the scale is suitable. Messführungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsignal eine Auswerteeinheit zugeführt wird und die Auswerteeinheit optisch und/oder akustisch die gemessene Position darstellt.Measurement guide device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor signal is fed to an evaluation unit and the evaluation unit visually and / or acoustically represents the measured position.
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