DE2643304B2

DE2643304B2 - Photoelektrische Einrichtung zum Messen der relativen Lage von Gegenständen

Info

Publication number: DE2643304B2
Application number: DE19762643304
Authority: DE
Inventors: Jose Luis Mondragon Guipuzcoa Ruiz Ulecia (Spanien)
Original assignee: Fagor Electrotecnica SCL
Current assignee: Fagor Electrotecnica SCL
Priority date: 1976-09-25
Filing date: 1976-09-25
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2643304A1

Description

Die Erfindung betrifft eine photoelektrische Einrichtung zum Messen der relativen Lage von Gegenständen, mit einer Meßskala und einer ihr gegenüberliegenden Leseplatte, wobei die Meßskala mittels eines Klebstoffes auf einem biegesteifen Profil befestigt ist und die Leseplatte sich gegenüber der Meßskala an drei und gegenüber dem Profil an zwei Punkten abstützt. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 2505587 bekannt.

Erfordert das Messen der Lage eines Gegenstandes relativ zu einem anderen hohe Genauigkeit und Schnelligkeit, so werden Meßgeräte verwendet, die unter anderem eine photoelektrische Vorrichtung enthalten, die üblicherweise aus einer mit dem einen Gegenstand verbundenen Meßskala sowie einer mit dem anderen Gegenstand verbundenen Leseplatte besteht, wobei letztere von einem starren Kopf getragen wird, so daß beide zusammen den eigentlichen Lesekopf bilden.

Wie zuverlässig die von der Vorrichtung gelieferten Oaten sind, hängt davon ab, ob die Leseplattc stets in der richtigen Lage ist und sich parallel und in gleichbleibendem Abstand zur Meßskala befindet.

Bisher sind folgende Lösungen für die richtige Positionierung der Leseplatte bekanntgeworden:

1. Der Lesekopf ist in bezug auf die Meßskala nicht abgestützt. Dies ist eine Lösung, die nicht die

notwendige Zuverlässigkeit beim Ablesen bietet.

2. Der Lesekopf wird von der Meßskala selbst getragen, die aus einem fest mit dem sie stützenden Profil verbundenen Lineal aus Glas besteht. Bei dieser Lösung erübrigt es sich, an den Auflagepunkten des Lesekopfes verschleißfeste Elemente anzubringen, sie hat jedoch andererseits große Nachteile wegen thermischer Einflüsse und Schwingungen, die von der betroffenen Maschine auf die Meßskala übergehen.

3. Der Lesekopf liegt zum Teil über Kugellager oder dergleichen auf dem Stützprofil und zum andern auf der Meßskala auf, die mittels einer elastischen Klebeschicht mit dem Profil verbunden ist. Diese Lösung schaltet zwar praktisch die Übertragung von Schwingungen auf die Meßskala aus, überträgt jedoch Profilschwingungen über die Kugellager, woraus sich möglicherweise folgende Fehlerquellen ergeben:

a) ungenauer Einbau der Kugellager,

b) vorhandene Staubpartikel, die zu einem Problem werden, wenn die Kugellager über sie hinwegrollen,

c) ungenaues Ausrichten der Meßskala in bezug auf das Stützprofil, hervorgerufen durch Unterschiede in der Aufbringung der Dicke der elastischen Klebeschicht, die sich zwischen Meßskala und Profil befindet.

Die Aufgabe, die Leseplatte ohne die erwähnten Nachteile richtig positionieren zu können, ist bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäße dadurch gelöst, daß die Meßskala direkt auf den Rändern einer sich über die ganze Profillänge erstreckenden Längsauskehlung aufliegt, wobei sie in ihrer Mitte mittels eines Klebemittels sehr geringer Elastizität und an weiteren Stellen längs der Auskehlung mittels eines Klebemittels hoher Elastizität befestigt ist; und daß als zur Meßskala senkrechten Führungsbahn ein aus hartem Material bestehender Streifen mittels eines Klebemittels hoher Elastizität in einer zweiten Auskehlung im Profil befestigt ist.

Ziel der Erfindung war eine photoelektrische Vorrichtung in der oben beschriebenen Bauform, bei der der Lesekopf direkt an den jeweiligen Profilen aus hartem Material anliegt, die voneinander unabhängig sind und senkrecht zueinander stehen. Diese Profile können von der Meßskala, die gewöhnlich aus Glas ist, und von einem Streifen aus hartem Material, wie z. B. Glas, gebildet werden, wodurch es sich erübrigt, am Lesekopf verschleißfeste Elemente anzubringen. Gleitet der Lesekopf über einen Streifen aus hartem Material, so sind keine Kugellager mehr erforderlich, da bei diesem Gleiten eventuelle Staubpartikel weggeschoben und nicht überrollt werden.

Die Meßskala ist auf die Ränder einer Auskehlung im Stützprofil aufgesetzt, wobei sie in der Mitte der Auskehlung mittels eines Klebemittels sehr geringer Elastizität und zu beiden Seiten davon mittels eines Klebemittels hoher Elastizität mit dem Stützprofil verbunden ist.

Auf diese Weise bilden die Ränder der Auskehlung eine Auflage, die eine einwandfreie Lage der Meßskala direkt auf dem Stützprofil ermöglicht, wobei auch festgestellt werden konnte, daß thermische Einflüsse und Schwingungen praktisch gleich Null sind, weil kein Anpreßdruck vorhanden ist und die kleinen Kontaktflächen so gut wie ganz glatt sind.

Des weiteren bilden die Verbindungsstellen mit

Hilfe des elastischen Klebemittels Schwingungsdämpfer, während das unelastische Klebemittel in der Mitte dafür sorgt, daß sich eventuelle kleine Längenunterschiede der Meßskala, wenn sie sich ausdehnt oder zusammenzieht, gleichmäßig von der Mitte aus auf beide Seiten des Stützprofils verteilen, so daß die Mitte der Skala ihre Lage in bezug auf das Stützprofil unverändert beibehält.

Auf diese Weise wird in einer sehr einfachen Ausführung eine Meßvorrichtung geschaffen, die gegenüber den üblichen Lösungen zuverlässigere Ablesungen ermöglicht.

Im folgenden ist die Erfindung anhand einer Ausführungsform im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Aufriß der Ausführungsform, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer Einzelheit (Kopf 10) der Ausführungsform,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das in Fig. 3 Dargestellte, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 einen detaillierten Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. I₁

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer anderen Einzelheit (Profil 2) der Ausführungsform.

Die Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum Messen der relativen Lage von zwei Gegenständen, und zwar in der Bauform, die aus Meßstrecken gebildet wird, von denen die eine, nämlich die Meßskaia, von einem mit einem der Gegenstände verbundenen Glaslineal 9 gebildet wird, während die andere, d. h. die Leseplatte, von einem Kopf 10 aus Hartplastik getragen wird, der mit dem anderen Gegenstand veibunden ist. siehe Fig. 4 und 7.

Das Lineal 9 befindet sich im Innern eines Stütz- r> körpers, durch den es mit dem entsprechenden Gegenstand verbunden ist, und der aus miteinander verschraubten Metallschienen 2 und 8 gebildet ist, siehe Fig. 6.

In Fig. 6 und 7 kann man ebenfalls sehen, wie das in Profil 12 3'if seiner ganzen Länge eine Auskehlung (12) aufweist, auf deren Rändern 13 das Lineal 9 direkt aufliegt, so daß diese Ränder 13 den einzigen direkten Kontakt zwischen Profil 2 und Lineal 9 bilden. Da kein Anpreßdruck vorhanden ist und die r, Kontaktflächen zwichen ihnen minimal sind, ist vermieden, daß eventuell auf das Profil 2 übergehende Schwingungen auf das Lineal 9 übertragen werden.

Längs der Auskehlung 12 befinden sich einige Stellen mit elastichem Klebemittel 14, die Verbindungs- ίο stellen zwischen Profi! 2 und Lineal 9 darstellen.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist die mittlere Partie des Lineals 9 mit dem Profil 2 durch ein unelastisches Klebemittel 15 verbunden, so daß mögliche unterschiedliche Ausdehnungen aufgrund unterschiedli- r> eher Dehnungskoeffizienten von Metall und Glas gleichmäßig auf beide Seiten des Profils 2 verteilt werden und somit die Mitte der Meßskala in bezug auf das Profil unverändert bleibt.

Auf diese Weise bleibt das Lineal 9, was thermische Einflüsse und Schwingungen, die auf es einwirken könnten, angeht, unter sehr günstigen Bedingungen mit dem Profil 2 verbunden, ohne daß sich die Abstände ändern, während die von den Rändern 13 gebildete Auflage gleichzeitig ohne weiteres die Positionierung des Lineals 9 ermöglicht.

Ferner erstreckt sich über die ganze Länge des Profils 2 und in einer der Auskehlung 12 entsprechenden Ebene eine zweite Auskehlung. Auf diese zweite Auskehlung wird ein Glasstreifen 11 gelegt, der die gleiche Lage einnimmt wie die Meßskala gegenüber ihrer Auskehlung. Dieser Streifen 11 wird mittels elastischem Klebemittel mit dem Profil verbunden, siehe Fig. 6 und 7.

Das Lineal 9 und der Streifen 11 bilden somit gleichförmige, im rechten Winkel zueinander stehende Gieitflächen, an denen der r!ie Leseplatte tragende Plastikkörper 10 anliegt.

Aus Fig. 4 und 6 ist zu ersehen, dab für die Anlage des Kopfes 10 am Lineal 9 drei Vorsprünge 19 in Form von Gleitkufen vorgesehen sind, die für CIe Anlage am Streifen 11 weitere zwei Vorsprünge 18 aufweisen.

Damit wird erreicht, daß die Leseplatte stets denselben Abstand zur Meßskala einhält und genau parallel zu ihr bleibt, so daß die von der Vorrichtung gelieferten Meßdaten äußerst zuverlässig sind.

Es sei darauf hingewiesen, und dies geht auch aus Fig. 5 hervor, daß der Kopf 10 einen zentralen Vorsprung mit Kugelkopf 20 aufweist, der sich in einer konischen Bohrung in Form eines Kugelgelenks 21 befindet.

Das Teil 21 ist mit einer Drahtfeder 17 verbunden, die den Lesekopf gegen das Lineal 9 und den Streifen 11 drückt sowie das Teil mit einem Gestell 1 verbindet, das paarweise öffnungen zur Befestigung am entsprechenden Gegenstand aufweist, womit insgesamt erreicht wird, daß der Kopf 10 mittels seiner Vorsprünge 18 und 19 stets richtig anliegt.

Des weiteren kann man aus Fig. 1 und 2 ersehen, daß das Profil 2 jeweils an seinen Enden Befestigungsaugen 3 aufweist, wobei jedes¹ Befestigungsauge 3 sich gegenüberliegende Rillen 4 hat, die mögliche Spannungen bei der Befestigung des Profils 2 absorbieren sollen.

Ferner weisen sowohl das Profil 2 als auch das Profil 8 entsprechende Filzleisten bzw. Dichtungslippen 7 aus synthetischem Gummi auf, die den Zwischenraum zwischen beiden in geeigneter Weise verschließen, wobei hervorzuheben ist, daß jede der Lippen 7 auch nach eiern Einbau der Vorrichtung getrennt ausgewechselt werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

riti. Patentansprüche:

1. Photoelektrische Einrichtung zum Messen der relativen Lage von Gegenständen, mit einer Meßskala und einer ihr gegenüberliegenden Leseplatte, wobei die Meßskala mittels eines Klebstoffes auf einem biegesteifen Profil befestigt ist und die Leseplatte sich gegenüber der Meßskala an drei und gegenüber dem Profil an zwei Punkten abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßskala (9) direkt auf den Rändern (13) einer sich über die ganze Profillänge erstreckenden Längsauskehlung (12) aufliegt, wobei sie in ihrer Mitte (15) mittels eines Klebemittels sehr geringer Elastizität und an weiteren Stellen (14) längs der Auskehlung (12) mittels eines Klebemittels hoher Elastizität befestigt ist; und daß als zur Meßskala senkrechten Führungsbahn ein aus hartem Material bestehender Streifen (11) mittels eines Klebemittels ho-ber Elastizität in einer zweiten Auskehlung irn Profi! (2) befestigt ist.

1. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Meßskala (2) als auch der feste Streifen (11) aus einem harten Material bestehen und die Leseplatte mittels Vorsprüngen (18,19) aus Hartplastik an ihnen anliegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßskala (9) und der feste Streifen (11) aus Glas bestehen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leseplatte auf den sie tragenden Kopf (10) stützt, der somit direkt an der Meßskala (9, und auf dem Streifen (11) anliegt.