DE2126510C3 - Digitales Weg- und Winkelmeßgerät - Google Patents

Description

angeordnet.

fotoelektrischen Geber n.

rungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung ist schematisch der Aufbau des Weg- und Winkelmeßgerätes dargestellt.

Bei dem dargestellten digitalen Meßgerät ist die Welle 1 durch eine nicht dargestellte Kupplung mit dem Meßobjekt, dessen Längs- oder Drehbewegung zu messen ist, verbunden. Auf dieser Welle 1 sind eine mit einem Kode versehene Kodescheibe 2 und ein Ritzel 3 fest angeordnet. Eine weitere Kodescheibe 4 ist durch ein die Getriebeglieder S; 6; 7; 8; 9; 10; 11 und 12 umfassendes Getriebe über das Ritzel 3 und die Welle 1 mit der Kodescheibe 2 gekoppelt, wobei die Kodescheibe 4 axial fluchtend zur Kodescheibe 2 auf einer Hohlwelle 13 gelagert ist. Eine weitere dritte Kodescheibe 14, die auf der Welle 15 angeordnet ist, wird über die Getriebeglieder 5; 6 und 7 sowie über das Ritzel 3 durch die Welle 1 angetrieben.

Diese drei Kodescheiben 2; 4 und 14 tragen auf einer situ uv»»*..,.—

ihrer Planflächen ringförmig artgeordnete Kodespu- zwecks Bestimmung der Position von ren aus lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen »0 weiterverarbeitet werden. Feldern, die entsprechend der gewünschten Teilung ⁿ" ·«"-■" M_Pßaerät ist es nunmehr

dimensioniert sind.

Zur Beleuchtung der Kodespuren der Kodescheiben 2; 4 und 14 dient eine zentral zwischen den Kodescheiben 2 und 4 angeordnete Beleuchtungseinrich- 35 tung, die aus einer Lichtquelle 16 und den Kondensoren 17 und 18 besteht, wobei die Lichtquelle 16 im gemeinsamen Brennpunkt dieser beiden Kondensoren 17 und 18 angeordnet ist. Zur Beleuchtung der _u..*. ~.—-—_o- — dritten Kodescheibe 14 sind ein Kondensor 19 und 30 Kodespuren verringert werden.

und »

möglich, die

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

eines Winkels in ein kodiertes elektrisches Signal bePatentansprüche: kannt, bei welchem drei Kodescheiben vorgesehen sind, die von einer zentral zwischen diesen Kode-

1. Digitales Weg- und Winkelmeßgerät zur scheiben angeordneten Beleuchtungseinrichtung beUmwandlung beliebiger Längen- und Winkel- 5 leuchtet und durch fotoelektrische Geber abgetastet werte in entsprechend kodierte elektrische Si- werden. Die Kodespuren sind dabei in ringförmigen gnale mit Hilfe von drei durch Getriebe miteinan- Zonen auf den Kodescheiben angeordnet, der gekuppelten Kodescheiben, die durch eine Bei dieser bekannten Einrichtung trägt eine der

zentrale Beleuchtungseinrichtung beleuchtet und drei Kodescheiben die Kodespuren nur auf einem durch fotoelektrische Geber abgetastet werden, io Kreisring, und im verbleibenden Teil ist diese Kodewobei zwei Kodescheiben axial fluchtend und die scheibe transparent. Eine andere der drei Kodeschei-Beleuchtungseinrichtung zwischen diesen Kode- ben weist gerade in dem Teil die Kodespuren auf, scheiben angeordnet sind, dadurch ge- der dem transparenten Teil gegenüberliegt, so daß kennzeichnet, daß von den beiden axial diese Kodespuren durch den transparenten Teil hinfluchtenden Kodescheiben (2; 4) die eine (4) auf 15 durch beleuchtet werden. Diese Art der Abtastung einer Hohlwelle (13) gelagert ist, und daß hierzu erfordert jedoch eine geometrische Aufteilung der benachbart die dritte Kodescheibe (14) auf einer beleuchteten Kodespuren der einzelnen Kodescheiparallel zur Arhse der beiden anderen Kode- ben derart, daß eine Überdeckung der beleuchteten scheiben (2; 4) verlaufenden Welle (15) derart Kodespuren dieser Scheiben nicht eintreten kann, angeordnet ist, daß ihre Kodespur vor der Boh- ao Die Anzahl der zur Abtastung verwendeten Koderung der Hohlwelle (13) vorbeiläuft, und daß op- spuren hängt bekanntlich vom Durchmesser des vertische Elemente (19; 20) im Beleuchtungsstrah- wendeten Beleuchtungsstrahlenganges, von der lengang derart vorgesehen sind, daß die von der Größe der Kodescheibe sowie vom wirksamen Beleuchtungseinrichtung ausgehende Strahlungs- Durchmesser des fotoelektrischen Gebers ab. D'a die energie in drei versetzten Richtungen die Kode- 35 Winkelauflösung jeder Kodescheibe mit der Anzahl spuren der einzelnen Kodescheiben (2; 4; 14) be- der darauf befindlichen Kodespuren feiner wird, sind leuchtet. durch diese Einrichtung die erreichbare Winkelauflö-

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch ge- sung und damit die Meßbereiche wesentlich eingekennzeichnet, daß im Beleuchtungsstrahlengang schränkt, weil eine Kodescheibe zu einem Teil tramfür die dritte Kodescheibe (14) strahlenumlen- 30 parent ausgebildet sein muß, um durch diesen transkende optische Glieder (20) angeordnet sind. parenten Teil hindurch die Kodespuren einer ande-

3. Meßsystem nach Anspruch ' und 2, dadurch ren Kodescheibe zu beleuchten. Ein weiterer Nachgekennzeichnet, daß der fotoelektrische Geber teil der bekannten Einrichtung besteht darin, daß die (23) für die Abtastung der Kodespuren der drit- zum Teil transparente Kodescheibe unbedingt ten Kodescheibe (14) in der Hohlwelle (13) an- 35 schlagfrei gelagert werden muß, um eine unergeordnet ist. wünschte Auslenkung der Beleuchtungsstrahlen aus

ihrer ursprünglichen Richtung, die bei einem Schlag der Kodescheibe während ihrer Drehung auftritt, zu

verhindern. Andernfalls erfolgt eine fehlerhafte, das

*>o Meßergebnis negativ beeinflussende Abtastung der durch diese Kodescheibe hindurch beleuchteten Kodescheibe.

Die Erfindung betrifft ein digitales Weg- und Win- Es ist deshalb der Zweck der Erfindung, ein digi-

kelmeßgerät zur Umwandlung beliebiger Längen- tales Weg- und Winkelmeßgerät zu schaffen, bei wel- und Winkelwerte in kodierte elektrische Signale mit- 45 chem diese Mangel beseitigt sind und mit dem ein tels Kodescheiben und fotoelektrischer Geber, und es großer Meßbereich sowie eine hohe Meßgenauigkeit dient zur Bestimmung der Position von längs- und erzielbar sind.

drehbewegbaren Teilen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein di-

Die absolute Messung der Winkelposition mit gitales Weg- und Winkelmeßgerät zu schaffen, bei Hilfe digitaler Winkelmeßgeräte erfordert eine ein- 50 welchem bei minimalen Abmessungen mit Hilfe einer deutige Zuordnung der durch fotoelektrische Geber zentral angeordneten Beleuchtungseinrichtung drei erzeugten elektrischen Signale für jedes Winkelele- Kodescheiben beleuchtet werden, ohne daß eine ment. Zu diesem Zweck sind mit Radialrastern ver- Feldaufteilung der Beleuchtung auf zwei oder mehsehene Kodescheiben vorgesehen, deren Raster rere Kodescheiben notwendig ist. durch fotoelektrische Geber abgetastet werden. Dabei 55 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem ermöglicht eine Kodescheibe die Bestimmung von solchen Weg- und Winkelmeßgerät zur Umwandlung Drehwinkeln bis zu 360°. beliebiger Längen- und Winkelwerte in entsprechend

Bei dar Bestimmung der Position längsbewegter kodierte elektrische Signale mit Hilfe von drei durch Teile wird durch bekannte Getriebe die Längsbewe- eine zentrale Beleuchtungseinrichtung beleuchtete gung dieser Teile in eine entsprechende Drehbewe- 60 Kodescheiben auf die im Anspruch 1 gekennzeichgung der Kodescheiben umgewandelt. Diese Um- nete Weise gelöst.

Wandlung von Längsbewegungen in entsprechende Dabei ist es vorteilhaft, wenn bei dem Meßgerät Drehbewegungen erfordert jedoch Meßbereiche, die im Beleuchtungsstrahlengang für eine der Kodescheimehrere Umdrehungen der Kodescheiben umfassen. ben strahlenumlenkende optische Elemente angeord-Aus diesem Grunde werden mehrere Kodescheiben 65 net sind und der fotoelektrische Geber für die Abtaangeordnet, die durch Getriebe untersetzt angetrie- stung der Kodespuren dieser einen Kodescheibe in ben werden. der Hohlwelle vorgesehen ist

Es ist ein Analog-Digital-Umsetzer zum Umsetzen Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfüh-