DE2220934A1 - Mechanisch-optische einrichtung zur anzeige von digitalisierten messwerten - Google Patents
Mechanisch-optische einrichtung zur anzeige von digitalisierten messwertenInfo
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Description
Jos. Schneider & Co., Optische Ve rke, Bad Kreuziiach
"Mechanisch-optische Einrichtung zur Anzeige von digitalisierten
Meßwerten."
Die Erfindung betrifft eine mechanisch-optische Einrichtung zur Anzeige von digitalisierten Meßwerten, insbesondere bei /■""
Längenmeß-, Prüfgeräten und Werkzeugmaschinen, bestehend aus
einea axial beweglichen Präzisions-Strichmaßstab, einen 'Liter—
polationsteil, liclrtlcitenden Äbtast- und Anzeigeelement!
und nach dem Abgleich-Prinzip arbeitete
Es ist eine Einrichtung zur Digitalanzeige von Meßwerten oder
anderen Anzeigewerten bekannt, bei dar ein auf einer Träger=
scheibe angeordneter Code durch Lichtleitkabel abgetastet und auf der der Abtastseite abgewandten Stirnseite der .jeweils abgetastete Wert digital angezeigt wird» Bei dieser iii nnelrfcuiig
ist die Codeträgerscheibe auf einer Anzeigeteile aufgebracht
(deutsche Patentanmeldung P 21 34 186).
"ld I ci- f, 6? C <· ■ ' C
Der Srfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, eine Einrichtung zur
Digitalanzeige von Längenmeßwerten durch optische Abtastung zu
schaffen, die einfach im Aufbau ist und eine gute, leichte sowie ortsunabhängige Ablesung gestattet. Weiterhin soll diese
mechanisch-optische Einrichtung wenig störanfällig und für den Einbau in die verschiedensten Längenmeßgeräte geeignet sein.
Die Möglichkeit einer Weiterverarbeitung der digitalen Meßanzeige soll ebenfalls gegeben sein.
Diese Aufgabe wird erfindung^gemäß dadurch gelöst, daß zur
urobanzeige dem Präzisions-Strickmaßstab ein mit Codespuren
belegter Codeträger zugeordnet ist und zur Peinanzeige im Interpolationsteil ebenfalls ein mit Codespuren belegter Codeträger
vorhanden ist ,und die Abtastung und Digitalanzeige des jeweiligen Keßwertes durch Lichtleitkabel erfolgen, die mit dem
einen Ende in Code-Leseköpfen und mit dem anderen J£nde in einem
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Anzeigekopf eingebracht sind und daß der Veg des Codeträgers xm Interpolationsteil einer Unterteilung eines Intervallsprunges
der Strichteilung d«3 Präzi3ions-Strichmaßstabes entspricht.
Zvischen den Codeträgern und den Abtastelementen können zur vergrößernden
Darstellung der Code optische Systeme eingebracht sein.
Um eine Nullstellung der digitalen Anzeige an jeder beliebigen Stelle vornehmen zu können, ist der dem Präzisions-Strichmeßstab
zugeordnete Codeträger verstellbar mit dem Pr'izisions-Strichmaßstab
verbunden.
Nach öinpffi weiteren Merkmal der Erfindung ist im Interpolationsteil eiue VWi-teileinrichtung vorgesehen, die die Verstellbevegursp
dec C<?:>,<?trägers für die Feinanzeige einem Abgleichschieber
übermütig ;,. ii daß öor äbgleichschieber eine Strichmarkierung
für die Äbg.l;>'>
chei.ustellung aufweist.
Um eine vergrößerte Darstellung der Abgleichstelle zu erhalten,
ist die Verwendung von optischen Mitteln vorgesehen.
In Weiterbildung der Erfindung kann ein automatischer Abgleich durch fotoelektrische Mittel erfolgen.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß eine Lichtquelle die Codeträger und/oder die Strichteilung des Präzisions-StrichmaÄstabes rückseitig beleuchtet und die
Codespuren aus lichtdurchlässigen und iichtundurchlässigen Flächen gebildet sind.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können die Codespuren
auf den Codeträgern und/oder die Strichteilung des Präzisions-Strichmaßstabes
aus reflektierenden und nichtreflektierenden Flächen
bestehen und die Lichtquelle derart angeordnet sein, daß das Licht auf die Codeträger fällt und von den reflektierenden Flächen
den Lichtleitkabeln zugeführt und von den nichtreflektierenden
Flächen absorbiert verden.
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Die Lichtleitkabel bestehen aus einer Vielzahl von Lichtleitfasern,
wobei jeder Codespur je ein Lichtleitkabel zugeordnet ist.
Die Verstellung der Codeträger kann aanuell und/oder durch motorischen
Antrieb erfolgen.
Die Codeträger selbst können die Form eines Lineals, einer Kreisscheibe,
einer Trotnmel und/oder dgl. aufweisen.
Schließlich ist ee Bestandteil der Erfindung, daß Fotowandler die
einzelnen Ziffernbalken der Ziffern, die den Meßwert darstellen!,
abtasten und einem elektronischen Decodierer zur Veiterverarbei—
tung zuzeiten.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch, ein Ausführungsbeispiel
eines Meßgerätes mit Digitalanzeige nach der Erfindung» Die Meßeinrichtung
ist in perspektivischer Ansicht dargestellt.
Ein Präzisions-Strichmaßstab 1 mit Striehteilung 2 und einem
Tastbolzen 3 wird in einer Führung 4 axial geführt. B©r Präsisions-Strichmaßatab
1 dient als (Jenauigköitsträger und kann aus lieht·?
durchlässigem oder nichtdurchlässigem Material bestehen^ je aaeh
seinem Einsatz im Durchlicht- bzw. Auf lichtverfahren. Dem Έτ'&ζΐ-8ions—Strichmaßstab
1 ist ein Codeträger 5 zugeordnet, der mit
Codespuren 6 belegt ist und an seineai Rand eine Perforation"8 aufweist,
in die Stifte 11 eines am Präzisions-Strichmaßstab 1 befestigten
abklappbaren Pingers 10 eingreifen. Der Codeträger 5
läßt sich durch einen Verstellknopf 9 gegenüber dem Präzisions-Striehmaßstab
1 gesondert verstellen» Bie Codespuren 6 bestehan
aus lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen flächen. Eise
Lichtquelle 7 ist unterhalb des Codeträgers 5 angebracht luad beleuchtet
die Codespuren 6 im Durchlichtverfahren. Bas diarek dsn
Codeträger 5 hindurchtretende Licht wird von mit dom einen Eade in
einem Lesekopf 12 eingebrachten Lichtleitkabeln 13 empfangen und
einem Anzeigekopf 14 zugeleitet, in dem die Lichtleitkabel 13 enden.
Der Lesekopf 12 ist einem Abgleichschieber 24 zugeordnet. Der Code ist nach dem an sich bekannten Sieben-Balken-Ziff©rnäystem
ausgelegt, so daß bei einer Dreiteilung des Codeträgers 5
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für jede Bahr, sieben Lichtleitkabel, insgesamt also einundzwanzig
Lichtleitkabel, in dem Lesekopf 12 enthalten sein müssen, in dem Ausführungsbeispiel verden in der ersten Bahn die Hunderter,
in der zweiten Bahn die Zehner und in der dritten Bahn die Einer
von den Lichtleitkabeln 13 im Lesekopf 12 gelesen und im Anzeigekopf
14 in dan ersten drei Stellen - Ziffernangabe 15 der sog.
lirobanzeige - leuchtend angezeigt. Zur Ermittlung der Zehntel und
Hundertstel dient ein lnterpolationsteil 16, der aue einem Codeträger
17 mit, Codespuren 18, einer Spirale 19, einem Lesekopf 2i
mit Lichtleitkabeln 22 und einem Abgleichschieber 24 mit einem
Ableseteil 25 für den Abgleich besteht. Die Codespuren 18 sind in zwei Bahnen auf dem Codeträger 17 aufgebracht, von denen die innere
für die Kenntei und die äußere für die hundertste! Angabe maßgebend
sind. 3; e "von den Lichtleitkabeln 22 abgetasteten Codespuren
18 diasei* Beim on erscheinen im Anzeigekopf 14 in Ziffernforra Ziffernangab«;
23 der sog. Fernanzeige - in den beiden letzten
Stellen des Meßwertes. Der Drehvög des Codeträgers 17 wird durch
die Spirale 10 ofestiaunt, die -über einen an dem Abgleichschieber
verbunden ist. Der Veg der Spirale 19 ist
.i-.ibt;r 24 um einen Intervallspruiig (bei-
:s■'■ ;:. -'^teilung 2 auf dem Präzisions-
»]-; vii'i. Der Codeträger 17 wird durch
' -:~.: ':■''-.X » Die Ύον. einer Lichtquelle
• .Öl „-Lt~ erLcarcn angestrahlten Codespu-
\;:■-.; ^r;. yo"u. don in dem La.·.: ek.OO.f 21 ein-
i .; "' ,Γ" ;;?■■■ :^i.·; '■ ->t --.Μ-ά ae aiid-iren. Snde der
.;.-;■■".'■_el,".-·',·'"'■' λ -i ■■.!;:; leuchtende Ziffernan-"■'
■-/.. - 1.1 c.:r f;v.·.-.-v.--;llt. Dt?: Abgleichschie-■"'.·_.:
::.:.. : -': -.ιη;: dient, vi"~o j.n Führungen
.rch ilen
;itroteη und
angöordr·.,? | tür, | ^ ti ft 27 ve ι |
derart au | vvgtj deJ3 bei | |
trägers 1 | 7 1^ ·> | r ib;/i*.ichi:C ; _-y\- ::>rui der |
Strichmaß | stai> | 1 vs-i türbe-w |
eii;exi Wr | :...,■..^».■-.·,:■ ao ve | |
(nicht co. | --.:J.l ν) i.is 13'_ | |
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.ldet die
J up.
BAD ORIGINAL
___ 5 ——
Präzisions-Strichatftßstabes 1 vergrößert auf einer Mattscheibe
31 ab. Das Bild auf dex* Mattscheibe 31 ist gut lesbar-, so daß
das Einfangen der Striehiaai'kierung 26 nach dem an sich bekannten
Abgleichverfahren mit sehr großer Genauigkeit durchgeführt'werden kann.
Bei dem Meßvorgang vird der Fräsisioas-Strichmaßsteb 1 mit dem
ihm zugeordneten Codeträger 5 gegenüber des Lssekspf .12 und dsm
Interpolfttionsteil 16 in Meßstellung(beispielsweise Meßwert
372.05) gefahren. Ani Anzeigekopf 14 ist zunächst keine exakte Ablesung
des Meßwertes möglich, weil ach der Codeträgar 5 mit seiner
geringen Genauigkeit .mit einer Abweichung vom Kullwert 372
befindet. Durch den Verstellknopf 20 des Interpolationsteils 16
wird der Codeträger 17 solange verdreht, bis die Strichmarkierung
26 im Ableseteil 25 des Abgleichschiebers 24 gleichabständig zwischen den im Ableseteil 25 sichtbares zwei Strichen der Siriel&tei—
lung 2 eingefangen ist. Dann erscheint der volle digitals Meßwert
372.05 im Anzeigekopf 14. .
Das Einfangen der Strichmarkierung 26 des Abgleiehsehiebers 24
zu den entsprechenden Strichen der Strichteilung 2 des Bräzisions-Strichmaßstabes
1 kann auch automatisch dureh fotoelektrische Mittel durchgeführt werden, sowie äer Antrieb des Codeträgers 17
durch einen Servomotor erfolgen.
Zur Nullstellung kann der Codaträger 5 gegenüber der Null-Lage des
Präzi si ons-Strichunaßs tabes 1 durch Abklappen des abklappbaren Fingers
ΙΟ beliebig verschoben und von Intervall zu Intervall der Strichteilung 2 wieder mit dem Präzisions-Striehmafistab 1 verbunden
werden.
Der Antrieb des Codeträgers 5 kann auch mittels Zahnstange und
Ritzel, Seilzug oder sonstige getriebliehe Verbindung erfolgen. Durch Lichtleitkabel können die einzelnen im Durchlicht- und/oder
Auflichtverfahren beleuchteten Bauteile (Präzisions-Strichmaßstab,
Codeträger etc.) mit Licht von einer einzigen Lichtquelle gespeist,
werden.
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Für aiii Vei"t«rverarb«ituag der digital angezeigten Meßwerte im
Ansjeigekopf können auf jeden der sieben Balken einer Ziffer Fotowandler «jageseiit werden. Mit Hilfe eines elektronischen Decodiertrs werden die Ergebnisse der Abfrage in einen handelsüblichen
Rechner geg&beiij so daß in Sekundenschnelle statistische Aussagen beliebiger Art £;eiBacht werden können, ohne daß die Bedienungsperson die Genauigkeit- und Sicherheit der Ergebnisse beeinflussen kann.
Ansjeigekopf können auf jeden der sieben Balken einer Ziffer Fotowandler «jageseiit werden. Mit Hilfe eines elektronischen Decodiertrs werden die Ergebnisse der Abfrage in einen handelsüblichen
Rechner geg&beiij so daß in Sekundenschnelle statistische Aussagen beliebiger Art £;eiBacht werden können, ohne daß die Bedienungsperson die Genauigkeit- und Sicherheit der Ergebnisse beeinflussen kann.
Uüi di* Möglichkeit der visuellen. Ablesung am Anzeigekopf und
gleichzeitig einer Weiterverarbeitung der Meßwerte zu haben, können gesonderte LichtleixkebeJ in den. Loseköpfen eingebracht und an der entgegengesetzten Sexte axt entsprechenden Fotowandlern verbunden sein.
gleichzeitig einer Weiterverarbeitung der Meßwerte zu haben, können gesonderte LichtleixkebeJ in den. Loseköpfen eingebracht und an der entgegengesetzten Sexte axt entsprechenden Fotowandlern verbunden sein.
Di« Einrichtung nach der Erfindung bringt den Vorteil einer direkten
Bxgit&la^zeige ohne elektrische Umwandlung, die ein einfaches
und fehlerfreies Ablesen ermöglicht und völlig wartungsfrei arbeitet«
Durch die Flexibilität der Lichtleitkabel kann der Anzeigekopf
mit den gut sichtbar leuchtenden Ableseziffern für die BedienuiAgspexsoa
au optimaler Stelle angeordnet sein. Hit der Einrichtung
können beliebige Längen gemessen und je nach Teilung des
Präzisu-ous-Strichraaßstabes auch im Mikron-Bereich abgelesen
werden.
Präzisu-ous-Strichraaßstabes auch im Mikron-Bereich abgelesen
werden.
Veitere Vorteile bestehen darin.» daß die Codiereinrichtung selbst
keine hohe Präzision erfordert! ein Eir- oder Anbau bei bekannten
Meßgeräten Möglich istf die geringe Störanfälligkeit und die
leichte Be&ienb&rkeit d*r Meßeinrichtung,
leichte Be&ienb&rkeit d*r Meßeinrichtung,
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Claims (13)
- PatentansprücheJ Mechanisch-optische Einrichtung zur Anzeig© Ton digiialisierten Meßwerten, insbesondere bei Längenmeß-, Prüfgeräten taad Verkzeugmaschinen, bestehend aus einem axial beweglichen Präsl— sions—Strichmaßstab, eine» Interpolations"t«il3 lieirkleitencles Ab™ tast— und Anzeigeelementeu und nach dem Abgleich^Prinzip arbeitend, dadurch gekennzeichnet,, daß zar Grobanzeige dem Prazisions-Strielimaßstab (l) ein mit Code spuren (6) belegter Codeträger (5) zugeordnet ist und zur Fein&nzeige iia Interpolationsteil (16) ebenfalls ein mit Codespurea (18) be= legter Codeträger (17) vorhanden ist und die Abtastung und Bigi= talanzeige des jeweiligen Meßwertes durch Lichtleitkabel (13 und 22) erfolgen, die mit dem einen Ende in G ο de-Le s ©köpfen C12 "bzis* 21) und mit dem anderen Ende in einem Anzeigekopf (14) eingsbraeht sind und daß der Veg des Codeträgers (17) im Ints (16) einer Unterteilung sines Interv&llsprunges der (2) des Präzisions-Striehmaßstabes (l) entspricht»
- 2. Mechanisch-optische Einrichtung sur Anzeige Ton digitsli= sierten Meßwerten nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Go&eträgern (5 und 17) md den Äbtastelementen (13 bzw. 22) optische Systeme eingebraclvfc sin&o
- 3. Mechanisch—optische Einrichtung ζν,τ Aussig© Ton digital!·= sierten Meßwerten nach Anspruch 1 oder 2«, dad u x· c Ii ge k e η n ζ e i e h η a t t daß der «äsai Präsxsions-StriehEasiSstab (l) zugeordnete Gode^x-ägey (5) •s-erstsllbar sit des Ipräsiüicns= Strichmaßstab (l) "verbunden ist^
- 4, l-iechaniscii-optisohe Sinrieiitnng ζν,ΐ Aussige ?on digitalisierte;! Hej3verte-n liaci. ^tpr^io» 1, daiiisrch g s s s a a = zeichne t ,, dafc in !.-iterpöletioxisi^il (16) 3Χϊΐ3 Tssstsll·= einrloiiLitag (I9t 2jj 27y -rorgssoiisn ict; die dis Vo^stellb9-/ogyi3.g des CodetrdgcTs (17} fvi1 die Fsinanseigs ein·;.:'! Abgisiciisulii^bs? (24) üb ι rmittelt-,
- 5. Mfcch&rd.jtf.ii-opt-isch*?- iSinriehiuug zur Anzeige von digitalisierten Mef'verton nach. Anspruch 4. dadurch g e k e η a ζ e i c Ij γ. ·?* t , daß der in· latarpolationsteil (16) angeordnete AbgleichscfJ-obftr (24) eine S v?:i;:i'-;r.ariiierung (26) für die Abgleich-Einstellung «tuiNieisi ,
- 6, Mo;hö,;ilsch-opiische E;;.^ncatimg zur Anzeige von digitalisierten Me £Ki^r~tn utvch. Anspruch. c .t dadurch gekenn-2 β i c -i ~j. 2 ν , diiJß op'iscbt Kittel (30, 31) vorgesehen sind, die eine Ye,;i:.;r:.;^crta Dars wlluc;.; der Abgleichsteile bewirken.
- 7· Mechr»r.j-;.-.--.-.h—optische Hii-iricLt/uug ?,ur Anzeige? von digitalisierten Me2¥arten nach eine::- de? "vorherigen Ansprüche, d a d u r c Ii ti s k e η n 3 e i c b net, daß durch fotoeiektrische M^Ttol exji automatc icufr Abgleich erfolgt.
- 8. Mi»cl,i.;t:--;:cb.'"Opti scho Ei. sierten. MoH-v^r Isn such As.s^.: z e i c h ;.. ■ t ,, ö,^ß L-iclruq oder die ?ι·τ'.Λ"'ϋΐ#ίΙω^2) n.r;-· seitig bei ρ ic ■·.;.Cu ui:.d die C gen und I ic■■-■■■"T'.iiurchiilss'J.g'»;.'r:-;-.btur,g zur Anzeige von digitali:r.b 1· dadurch gekenn ..vllfis die Ccdeträger (5, 17) und/ ϊ\■^z-i.sioriö-Strichiaaßstabes (l) rück ::; purer; ν ί.:., 18) au.·· lichtdurchlässi Flrielicii- ^"bildet sind.
- 9. Msiert-en 7: e i c ( 5 bzw, maß si e.V. .·. bestsher auf di'/ cheu if)j.n Uuch Ari-f Lev.ii.', C.L.i? 1.. -'iÜuns? tut Anzeige von digitali- ·.". ■ d u r c h g e k e η η j·, 18) auf den Godetragern (2.) des Pivl^isions-Strich- :. ;.c;;t rei' ie;<.x ierenden Flachen dnet sind, daß das Licht ,..; den reiiekxierendun PId-'di'rt uud von den nichtre—_ 9 —
- 10» Mechftnisch-tiptireliv Eierielrfeng zur Aaseige ?on digitali sierten Meßwerten n&cit iL^p^ti&ä I3 d ε ά « :? c- k g @ k @ ε a3P S2) sks einerzahl you Lich'tl*itf&?>a;i-ii h-srgostell-fe sisii1, ·κΓλΊ feS jedes1
je ein Lichtleitkabel Zii^cGruaet £ste - 11. Mechanikcii-optisefes Eiariehfcag zur /:.nzeige tob digitali sierten Keßverteu nae.li ÄPtpruch ls da d ii roh g ® k © a a zeichaet, daß die 7s rs to II «mg eLoi? Gödetr&gQr (S s 17)
manuell und/oder dureh H&torisehesi juEi^riefe ©E=folgto - 12. Mechaniseh-optisphe iüiriieiitiisig aiu' /la.s®ig© voa äigitali· sierten Meßverton nach A&apr-'uoh Ij Ί s i. ι s e k g e k e a a zeichnet; döii &i.^ Gcaeträg©? C^8 17) die Ferm ©ia©s Mn als, 0iaer Kreissckeib». eiaer SroGffiicl ϋΣκί/οδορ dglo aisfweisoR»
- 13. Mechenisch-ftp-tiicd-.G liarisLtissic? stüe AsEcigc v©a digitalisierten Meßwerten, nach l^spresii I5 c; a d n τ: ύ it g ® k & a σι seichaet, daß Pc-vowaadles* die ei&soiia&n 'SifieE-aballsea d©r Ziffern (15, 23), die clsa Meßwsyfc d&i.'stQliciäs sötsstoa naai eines elektronischen Decodi-r-r^r aar Weitervsya^feGifeag sulsiten»I e e - s θ 5 f s
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