DE2243838A1 - POSITIONING DEVICE WITH RULES AND READING DEVICE - Google Patents
POSITIONING DEVICE WITH RULES AND READING DEVICEInfo
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Description
Positioniereinrichtung mit Strichmaßstab und AblesegerätPositioning device with line rule and reading device
Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung mit Strichmaßstab und Ablesegerät, bei der der Maßstab eine bezifferte Millimeterteilung und das Ablesegerät ein Projektionssystem, eine verschiebbare und mit einer S*einanzeigevorrichtung gekoppelte Einstellmarke und ein Lupensystem aufweist,The invention relates to a positioning device Line ruler and reading device where the ruler is a numbered millimeter graduation and the reading device a projection system, a displaceable and with an S * display device has coupled focus mark and a magnifying glass system,
Bei einer bekannten Positioniereinrichtung, die mit einem Maßstab arbeitet, der sine Millimeterteilung aufweist und bei der jeder zehnte Teilstrich verlängert und mit einer Zehnmillimeterzahl beziffert ist, werden zur Ablesung des Maßstabes im Ablesegerät zwei getrennte Projektionssysteme angewendet. Dabei projiziert das eine einen kleinen Ausschnitt der Millimeterteilung des Maßstabes stark vergrößert in ein Symmetriemarkenfenster und das andere einen größeren Ausschnitt mit den verlängerten Zehnmillimeterstrichen und den Zehnmillimeterzahlen gering vergrößert neben eine Strichskale ab, die zehn Intervalle aufweist, und deren erster Strich mit 0 und deren letzter Strich mit 10 beziffert ist. Diese Einrichtung weist zwar einen großen beobachtbaren Maßstabausschnitt auf, besitzt aber wegen der zwei Projektionssysteme ein aufwendiges und großes Ablesegerät mit unübersichtlicher nicht digitalisierter Millimeterablesung,In a known positioning device with a Scale works that has sine millimeter graduation and in which every tenth graduation is extended and numbered with a ten millimeter number, are used to read the Scale used in the reading device two separate projection systems. One of them projects a small section the millimeter division of the scale greatly enlarged into a symmetry mark window and the other a larger one Detail with the elongated ten-millimeter lines and the ten-millimeter numbers, slightly enlarged, next to a graduated scale from, which has ten intervals, and whose first line is numbered with 0 and the last line with 10. Although this device has a large, observable scale section, it has two projection systems because of the two projection systems a complex and large reading device with a confusing, non-digitized millimeter reading,
Eine weitere Positioniereinrichtung, die ebenfalls mit einem Maßstab arbeitet, welcher eine Millimeterteilung und mit Zehnmillimeterzahlen bezifferte und verlängerte Zehnmillimeterstriche aufweist, besitzt im Grobablesefeld einen ausAnother positioning device that also works with a scale that is one millimeter division and with Has ten millimeter numbers numbered and extended ten millimeter lines, has an off in the rough reading field
- 2 309814/0764 - 2 309814/0764
spitzen Dreiecken gebildeten und von O bis 9 bezifferten Millimeterrechen neben dem die Zentimeterstriche mit den Zehnmillimeterzahlen abgebildet werden. Diese Einrichtung besitzt zwar ein kleineres Ablesegerät mit einem etwas verbesserten Ablesefeld und einem großen beobachtbaren Maßstabausschnitt, da an Stelle des zweiten Projektionssystems zur Genaueinstellung eine nur einen kleirit Ausschnitt des Bildes der Millimeterteilung vergrößernde Zylinderlinse und'an Stelle der nur mit 0 und 10 bezifferten Strichskale des Ablesefeldes ein von 0 bis 9 bezifferter Millimeterrechen eingesetzt ist. Bs besitzt jedoch noch keine voll digitale Ablesung der Millimeterwerte. pointed triangles and numbered from 0 to 9 Millimeter rake next to the centimeter lines the ten millimeter numbers are mapped. Although this device has a smaller reading device a slightly improved reading field and a large, observable scale section, since in place of the second Projection system for precise adjustment only one kleirit enlarging section of the image of the millimeter scale Cylindrical lens and 'instead of the graduated scales of the reading field, which are only numbered with 0 and 10, a 0 up to 9 numbered millimeter rake is used. However, Bs does not yet have a fully digital reading of the millimeter values.
In Anlehnung an die letztgenannte Positioniereinrichtung und eine weitere bekannte Einrichtung die mit Zehntelzollmaßstäben arbeitet, bei denen jeder Zehntelzollstrich beziffert ist und bei der die bis zum Zehntelzoll ausgeschriebene Maßstabzahl im Ablesegerät unmittelbar neben die Ziffern eines Ziffernrechens projiziert wird, der die Ziffern 0 bis 9 aufweist, ist auch folgende Einrichtung für metrische Maßstäbe denkbar. In der beschriebenen Kombination wird an der Ziffernstelle des Rechens, an der die Maßstabzahl projiziert wird, ein digitaler Hundertstelzollwert geschaffen. Würde bei einer metrischen Variante, die beispielsweise eine Millimeterstrichteilung mit Zentimeterbezifferung aufweist, die Zentimeterzahl neben die Ziffern 0 bis 9 eines Ziffernrechens projiziert, so würde damit ein digitaler Millimeter-Ablesewert geschaffen. Der Nachteil dieser Einrichtung wäre jedoch, daß beim Ablesen der sich beim Verschiebevorgang entlang des feststehenden Millimeterrechens bewegenden Zentimeterzahlen ständig das Umdenken von Zentimetern in Millimeter erforderlich wäre und die erzeugte Millimsterzahl nicht allein sondern an der Ziffernreihe des Millimeterrechens erscheint, was die Übersichtlichkeit des Bildes stört,Based on the last-mentioned positioning device and another known device, the one with tenths of an inch works in which every tenth of an inch is numbered and in which the one written out up to the tenth of an inch Scale in the reading device is projected directly next to the digits of a number calculator, which the digits 0 to 9, the following device for metric scales is also conceivable. In the combination described becomes a digital hundredth of a nominal value at the digit position of the calculator where the scale number is projected created. Would a metric variant, for example has a millimeter graduation with centimeter numbering, the number of centimeters next to the digits Projected 0 to 9 of a number calculator, this would create a digital millimeter reading. The disadvantage However, this device would be that when reading the when moving along the fixed millimeter rake Moving centimeter numbers would require constant rethinking from centimeters to millimeters and the generated The number of millimeters does not appear alone but on the row of digits of the millimeter calculator, which improves clarity of the picture disturbs,
309814/0764 - 3 -309814/0764 - 3 -
Eine Anzahl weiterer bekannter Positioniereinrichtungen arbeitet, mit in Millimetern geteilten Strichmaßstäben, bei denen jeder Teilstrich mit dem Millimeterwert beziffert ist. Die Ablesegeräte dieser Einrichtungen projizieren stark, beispielsweise 8-fach vergrößert^ einen kleinen, beispielsweise 1 bis 3 mm langen Ausschnitt des Maßstabes in ein eine verschiebbare Symmetriemarke aufwei- ' sendes Ablesefenster. Diese Einrichtungen besitzen zwar den Vorteil, daß sie eine übersichtliche Ablesung des Millimeterwertes in Form einer echten Digitalablesung ermöglichen. Der Vorteil beschränkt sich jedoch nur auf die Ruhelage von Maßstab und Ablesegerät. Ein wesentlicher Nachteil macht sich bemerkbar, wenn die Iviaßstabablesung bei Relativgeschwindigkeiten zwischen Maßstab und Gerät vorgenommen werden soll, die etwa bei 500mm/min. liegen. Bei oder über dieser Geschwindigkeit können die sich durch das Ablesefenster bewegenden ^illimeterzahlen vom Beobachter nicht mehr erfaßt bzw. aufgelöst werden. Bei noch höheren Geschwindigkeiten erscheinen die Ziffern nur noch als grau getöntes Schattenband,A number of other known positioning devices work with line scales divided into millimeters, in which each graduation is numbered with the millimeter value. The reading devices of these devices project strongly, for example 8 times enlarged ^ a small, for example 1 to 3 mm long section of the scale into a reading window having a displaceable symmetry mark. These devices have the advantage that they allow a clear reading of the millimeter value in the form of a real digital reading. However, the advantage is limited to the rest position of the scale and reading device. A major disadvantage becomes noticeable when the Ivi aßstab reading is to be made at relative speeds between the scale and the device, which is around 500mm / min. lie. At or above this speed, the number of inches moving through the reading window can no longer be recorded or resolved by the observer. At even higher speeds, the digits only appear as a gray-tinted shadow band,
Weiter bekannt gewordene Positioniereinrichtungen arbeiten mit unbezifferten Millimeter-Maßstäben und zur Millimeteranzeige mit mechanischen Zählwerken die durch Ritzel und Zahnstange angetrieben werden. Diese Einrichtungen ergeben gut ablesbare digitale Millimeteranzeigen, die auch bei größeren Positioniergeschwindfegkeiten zumindest bis zum Zentimeterwert noch gut abgelesen werden können,, Nachteilig tritt bei diesen Einrichtungen in Erscheinung, daß sie sehr" aufwendig und dementsprechend teuer sind. Auch wirkt sich der zusätzliche Platzbedarf für die Zahnstangen und die dazugehörigen Abdeckeinrichtungen, welche die Antriebselemente vor Verschmutzung schützen sollen, nachteilig aus.Positioning devices that have also become known work with unquantified millimeter scales and for millimeter display with mechanical counters driven by pinion and rack. These bodies result easy-to-read digital millimeter displays, which even at higher positioning speeds at least up to Centimeter value can still be read well, disadvantageous occurs with these devices in appearance that they are very "complex and accordingly expensive. Also has an effect the additional space required for the racks and the associated covering devices, which are intended to protect the drive elements from contamination, are disadvantageous.
2weck der Erfindung ist es, die den beschriebenen P niereinrichtungen anhaftenden Mängel. t;u beseitigen.The purpose of the invention is to provide the described P kidney devices adherent defects. t; u eliminate.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem Strichmaßstab und einem Ableeegerät arbeitende Positioniereinrichtung anzugeben, bei der die Positionswerte digital angezeigt werden, sich auch bei höheren Relativgeschwindigkeiten zwischen Maßstab und Ablesegerät bequem ableetn lassen und bei der kein nennenswerter zusätzlicher Aufwand erforderlich ist.The invention is based on the object of a positioning device operating with a line scale and a reading device at which the position values are displayed digitally, even at higher relative speeds Can be easily read between the scale and the reading device and with which no noteworthy additional effort is required is.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe für eine Positioniereinrichtung, bei der der Maßstab eine bezifferte Millimeterteilung und das Ablesegerät ein Projektionssystem, eine verschiebbare mit einer Peinanzeigevorrichtung gekoppelte Einstellmarke und ein Lupensystem aufweist, dadurch gelöst, daß die Strichteilung eines Maßstabes zusätzlich zu einer Millimeterbezifferung eine Zehnmillimeterbezifferung aufweist und daß das von einem Objektiv des Ablesegerätes entworfene Maßstabbild mittels zweier unterschiedlich großer Blenden so in zwei Sehfelder aufgespalten ist, daß die größere Blende die Zehnmillimeterzahlen und die kleinere Blende, in der eine verschiebbare Symmettiemarke angebracht ist, die Millimeterstriche und Millimeterzahlen aufweist und über der letzteren Blende eine Ausschnittlupe und über beiden Blenden eine gemeinsame Sehfeldlupe angeordnet ist.According to the invention, the object is for a positioning device in which the scale has a numbered millimeter graduation and the reading device a projection system, a sliding one having an adjustment mark coupled with a pin display device and a magnifying glass system, thereby solved that the graduation of a rule has a number of ten millimeters in addition to a number in millimeters and that the scale image designed by an objective of the reading device by means of two different sizes Aperture is split into two fields of view so that the larger aperture shows the ten millimeter numbers and the smaller one Cover in which a sliding symmetry mark is attached which has millimeter lines and millimeter numbers and above the latter aperture a magnifying glass and above a common field of view magnifier is arranged on both diaphragms.
Die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung gestattet, daß bei Eilgangbewegung die Zehnmillimeterzahlen des Maßstabes noch in der größeren Blende abgelesen werden können, wenn in der kleineren Blende bereits die Ablesung der Millimeterzahlen nicht mehr möglich ist. In der langsam bewegten Endphase des Positionsvorganges und an der Zielposition selbst wird der Millimeterwert dann als echter Digitalausdruck in der kleineren Blende abgelesen.The positioning device according to the invention allows the ten millimeter numbers of the scale during rapid traverse movement can still be read in the larger aperture, if the reading of the millimeter figures is already in the smaller aperture is no longer possible. In the slowly moving end phase of the positioning process and at the target position itself the millimeter value is then read as a real digital printout in the smaller aperture.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist das Ablesegerät so ausgebildet, daß es eine feststehende Peinskale besitzt, deren teilweise bezifferten Teilstriche auf einem zur Schwenkachse eines Meßhebele konzentrischen Kreisbogens rechtwinklig zur Verschieberichtung der Symmetriemarke angeordnet sind und Α&Γ ΛΦΑ-*/β/]?ΑΡ^ drehbaren Spiraltrieb ge-In an expedient embodiment of the invention, the reading device is designed so that it has a fixed Peinscale, the partially numbered graduation lines of which are arranged on a circular arc concentric to the pivot axis of a measuring lever and at right angles to the direction of displacement of the symmetry mark and Α & Γ Λ ΦΑ - * / β /]? ΑΡ ^ rotatable spiral drive
koppelte Meßhebel"mit einer in seinem kurzen Hebelarm angebrachten Kugel eine die Symmetriemarke tragende und unter Federkraft stehende verschiebbare Mattscheibe berührt und ein kurzbrennweitiges Objektiv so im langen Hebelarm parallel zur Schwenkachse des Meßhebels angeordnet ist, daß die Peinskale in der Brennebene des kurzbrennweitigen Objektivs liegt und diesem Objektiv im Ablesegerät feststehend ein langbrennweitiges Objektiv nachgeschaltet ist, dessen bildseitiger Brennpunkt über zwei Spiegel auf die neben der kleineren Blende angeordnete und einen Index tragende Mattscheibe gelegt ist.coupled measuring lever "with one in its short lever arm attached ball touches a sliding ground glass which carries the symmetry mark and is under spring force and a short focal length lens so arranged in the long lever arm parallel to the pivot axis of the measuring lever is that the Peinskale is in the focal plane of the short focal length Lens is and this lens in the reading device is fixed behind a long focal length lens is, whose image-side focal point is arranged via two mirrors on the one next to the smaller aperture and a ground glass bearing an index is placed.
Diese erfindungsgemäße Auslegung vermeidet mechanische Interpolatoren, wie Meßschrauben oder ähnliches, an die hohe Genauigkeitsansprüche gestellt werden müssen, älß teuer sind und die einem Verschleiß unterliegen.This design according to the invention avoids mechanical interpolators, such as micrometers or the like, on which high demands on accuracy must be made, which are expensive and which are subject to wear.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist das Ablesegerät so ausgeführt, daß in dem schwenkbaren Meßhebel fluchtend mit seiner Schwenkachse ein Kondensor angebracht ist, und daß ein feststehendes Ablenkprisma so in der Schwenkachse angeordnet ist, daß es die optische Achse- des Kondensors und des kurzbrennweitigeη Objektivs,. die über zwei Spiegel verbunden sind, auf das Wendel einer Lampe richtet, r . l5- ·In a further advantageous embodiment of the invention, the reading device is designed so that a condenser is mounted in the pivotable measuring lever in alignment with its pivot axis, and that a fixed deflecting prism is arranged in the pivot axis so that it is the optical axis of the condenser and the short focal length lens ,. which are connected by two mirrors, aimed at the filament of a lamp, r . l5 -
Diese; Anordnung trägt dafür Sorge, daß das vergrößerte Bild der Feinskale gut und' in jeder Schwenkstellung des Meßhebels gleichmäßig ausgeleuchtet erscheint.These; Arrangement ensures that the enlarged Image of the fine scale is good and in every pivot position of the Lever appears evenly illuminated.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist einer der innerhalb des Ablesegerätes im Strahlengang der Maßstababbildung vorgesehenen Spiegel kippbar angeordnet und durch einen Schraubtrieb bewegbar um ein Nullen, d, h. Abgleichen eines beliebigen Sinstellwertes auf einen ganzen. Millimeter wert ausführen zu können,. . · [:,r In a further advantageous embodiment of the invention, one of the mirrors provided within the reading device in the beam path of the scale image is tiltable and can be moved by a screw drive around a zero, ie. Adjustment of any set value to a whole. Millimeter worth to be able to run. . · [ : , R
■ - 6 -... 3098U/076A ■ - 6 -... 3098U / 076A
In der Zeichnung 1st vereinfacht ein Ausführungebeispiel der Erfindung dargestellt. Ba zeigen; ; ...,,.,,.An exemplary embodiment of the invention is shown in simplified form in the drawing. Show ba; ; ... ,,. ,,.
Pig. 1: die Ansicht der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung; Pig. 1: the view of the positioning device according to the invention;
Pig, 2: das Prinzip der Peinanzeigevorriohtungr Pig. 3* einen Längsschnitt des Ablesegeratea mit dem Projektionssystem sowie den dazugehörigen Schnitt A-AiPig, 2: the principle of Peinanzeigevorriohtungr Pig. 3 * a longitudinal section of the reading device with the Projection system and the corresponding section A-Ai
Pig, 4: einen ^ängsachnitt des Ablesegerätes mit der Peinanzeigevorrichtung sowie den dazugehörigen Schnitt B-B,Pig, 4: a longitudinal section of the reading device with the pain display device as well as the corresponding section B-B,
In Pigur 1 stellt 2 einen Maßstab und 6 ein Ableaegerät dar. Der Maßstab 1 weist neben einer Strichteilung 1, die Miiümeterintervalle besitzt, eine Millimeterbeziifferung 3 und eine Zehnmillimeterbezifferung 4 auf. Das Sehfeld dee Ablesegerätes 6 enthält die Blenden 7 und 8. In der Blende 7 erscheint ein Maßstabaussohnitt von etwa 12 mm Länge, der die Zehnmillimeterbezifferung aufweiat. Xn der Blende θ erscheint ein Maßstabausschnitt von etwa 3 mm Länge mit der Millimeterbezifferung 3 und einer Symmetriemarke 9 und dem Bild der Striohteilung V..Im Sehfeld sind ferner eine Mattscheibe 24 mit einem Index 23 und dem Bixdausschnitt einer Peinskale 12 sichtbar.In Pigur 1, 2 represents a scale and 6 a reader. In addition to a graduation 1, the scale 1 shows the millimeter intervals has, a millimeter numbering 3 and a ten millimeter numbering 4 on. The field of view of the reading device 6 contains apertures 7 and 8. In aperture 7 A scale detail appears about 12 mm long, showing the ten millimeter numbering. Xn the diaphragm θ a section of the scale about 3 mm long appears with the Millimeter numbering 3 and a symmetry mark 9 and the image of the division V .. In the field of view are also a focusing screen 24 with an index 23 and the Bixdausschnitt one Peinscale 12 visible.
In Pigur 2 ist die Koppelung zwischen der Feinekaie 12 und der auf einer Mattacheibe 18 angebrachten Symmetriemarke 9 prinzipiell dargestellt. Die Koppelung wird über einen Meßhebel 14 realisiert, der im kurzen Hebelarm tin· Kugel 17 und im langen Hebelarm ein kurzbrennweitigea Objektiv $9 aufweist. Das Objektiv 19 tastet bei Drehung des Heuhebele um seine Schwenkachse 13 die feststehende Peinekele 12 ab. Letztere besitzt eine teilweise bezifferte Strichteilung, deren Striche rechtwinklig asur Versohieberiohtung der Symmetriemarke 9 auf einem zur Schwenkachse 13 konzentrischen Kreisbogen 15 angebracht sind,In Pigur 2 there is the coupling between the Feinekaie 12 and the symmetry mark 9 affixed to a mat disk 18 shown in principle. The coupling is made via a measuring lever 14, the tin ball 17 in the short lever arm and a short focal length lens $ 9 in the long lever arm having. The lens 19 scans when the hay lever is rotated about its pivot axis 13, the fixed Peinekele 12 from. The latter has a partially numbered line division, the lines of which are at right angles asur versohieberiohtung the Symmetry mark 9 are attached to a circular arc 15 concentric to the pivot axis 13,
3098U/0784 -T--3098U / 0784 -T--
In Figur 3 zeigt 5 ein Objektiv und 30 und 31 Spiegel des Projektionssystems, welches das Maßstabbild in der Mattscheibenebene des Ablesegerätes 6 erzeugt. Der Spiegel 30 ist kippbar gelagert und zur Nullung des Gerätes über einen Schraubtrieb 32 verstellbar. Über der Blende 8 sowie über der Mattscheibe 24 ist eine Ausschnittlupe 10 und über den gesamten Einblick eine Sehfeldlupe 11 angeordnet.In FIG. 3, 5 shows an objective and 30 and 31 mirrors of the projection system, which show the scale image in the plane of the focusing screen of the reading device 6 generated. The mirror 30 is tiltable and for zeroing the device via a Adjustable screw drive 32. Above the aperture 8 as well as above the focusing screen 24 is a cutout magnifier 10 and a field of view magnifier 11 is arranged over the entire view.
In Figur 4 zeigt H den Meßhebel mit dem kurzbrennweitigen Objektiv 19 und den beiden Spiegeln 27 und 28, die der Lichtzuführung dienen. Der Spiegel 27 sowie das fest im Ablesegerät 6 angebrachte Ablenkprisma 26 und der Kondensor liegen auf der Schwenkachse 13 des Meßhebels H. Das kurzbrennweitige Objektiv 19 bildet über ein langbrennweitiges Objektiv 20, welches mit den Spiegeln 21 und 22 fest im Gerät angeordnet ist, die Feinskale 12 auf die Mattscheibe vergrößert ab. Die Feinskale 12 liegt in der Brennebene des Objektive 19 und die Mattscheibe 24 in der des Objektivs 20, Der Meßhebel H ist über einen Mitnehmerstift 33 mit den eine Spiralscheibe 34 aufweisenden Spiraltrieb 16 gekoppelt. Bei Drehung des Spiraltriebes 16.wird "der Meßhebel 14 geschwenkt, der dadurch seinerseits über die Kugel 17 die Mattscheibe mit der Symmetriemarke 19 mikrometrisch verschiebt.In Figure 4 shows the H M e ßhebel with the short focal length lens 19 and the two mirrors 27 and 28 which serve to supply light. The mirror 27 and the fixedly attached in the reading device 6 deviating prism 26 and the condenser are located on the pivot axis 13 of the measuring lever H. The short focal length lens 19 forms a long focal length lens 20, which is arranged with the mirrors 21 and 22 firmly in G et up instrument that Fine scale 12 on the ground glass enlarged. The fine scale 12 lies in the focal plane of the objective 19 and the ground glass 24 in that of the objective 20. The measuring lever H is coupled to the spiral drive 16, which has a spiral disk 34, via a driver pin 33. When the spiral drive 16 is rotated, the measuring lever 14 is pivoted, which in turn moves the focusing screen with the symmetry mark 19 micrometrically via the ball 17.
Die beschriebene Einrichtung ist nicht nur auf Aufgaben der unmittelbaren Längenpositionierung beschränkt, sondern sie ist ebenfalls für die Winkelpositionierung anwendbar, da diese auf die Längenmessung zurückgeführt werden kann.The facility described is not only based on the tasks of the Immediate length positioning is limited, but it is also applicable for angular positioning, there this can be traced back to the length measurement.
309814/0764309814/0764
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