DE2724858B2

DE2724858B2 -

Info

Publication number: DE2724858B2
Application number: DE2724858A
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl.-Ing. 8225 Traunreut Ernst
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1977-06-02
Publication date: 1979-03-22
Also published as: FR2393264A1; AT376036B; FR2393264B1; IT7812638A0; JPS542766A; ATA306378A; IT1104247B; CH632592A5; US4170828A; DE2724858C3; DE2724858A1; GB1591009A; JPS5847001B2

Description

ausgelenkl werden können. Der Winkelhebel IO ist um eine Achse 10' schwenkbar mit der Abtasieinheit 9 verbunden. Ein freies Ende des Winkelhebels 10 trügt eine Rolle 13, die bei Verschiebung dem Linienzug der Gliederkette folgt und den Winkelhebel 10 um die Achse 10' verschwenkl. Die Schwenkbewegung des Winkelhebels 10 entspricht dem zu korrigierenden Fehlerverlauf der Einrichtung. Die Korrektur wird durch einen zweiten Arm des Winkelhebcls — der auch als Exzenter 14 ausgebildet sein kann — vorgenommen, der die Schwenkbewegung des Winkelhebels in eine Relativbewegung zwischen der Abiasieinheit 9 und dem Schwert 6 umsetzt. Dfis durch den Schlitz la des Hohlprofils ragende Schwert 6 wird von dachförmig angeordneten Dichtlipperi 15 eng umschlossen, so daß auch an dieser Stelle die sichere Kapselung der Meßeinrichtung gewährleistet ist.

In der F i g. 2 ist zur besseren Verständlichkeit nur ein Teil der Bauelemente in der Seitenansicht gezeigt. Der Montagefuß 4 mit den Bohrungen 4' für die Befestigungsschrauben trägt das Schwert 6, dessen Oberseite mit einem zylindrischen Mitnehmer ft' vorsehen ist. an dem der Winkelhebel 10 mit seinem Exz-nter i4 angreift. Die Abtasieinheit 9 ist als Fragment nur soweit dargestellt, daß die Befestigung des Winkelhcbels 10 mittels Achse 10' in ihr erkennbar ist. Wird nun der Montagefuß 4 in Pfeilrichtung verschoben, folgt die Abtasteinheit 9 dieser Längsbewegung und der Winkclhebel 10 mit der Rolle 13 tastet die Gliederkette 11 ab, deren Glieder IΓ über Exzenter 12 entsprechend dem Fehlerverlauf ausgelcnki sind. Dabei verschwenkt sich der Winkelhebel 10 um seine Achse 10' und aufgrund des Exzenters 14 verändert sich der Abstand zwischen der Abtasteinheit 9 und dem zylindrischen Mitnehmer 6', also auch dem Montagefuß. Der Führungsfehler, dem der Miintagefuß 4 samt dem Maschinenschlitten 3 unterliegt, kann also durch eine von der einstellbaren Gliederkette Il verursacht-· Relativbewegung zwischen Abiasteinheit 9 und Mnnia-

ί gefuß 4 kompensiert werden.

In der F i g. 3 ist ein Korrekiurprofil Il gezeigt, bei dem die einzelnen Glieder Il' durch die Exzenter 12 ausgelcnkt sind. Da sich durch die Auslenkung Längenänderungen ergeben, sind die einzelnen Glieder

ίο mit Stiften 16 und Ausschnitten 17 versehen, die Gelenke bilden, bei denen Längsverschiebungen möglich sind.

Eine Variante der Gelenke, die eine Längsbeweglicbkeit erlauben, ist in Fig.4 dargestellt. Die Enden der Glieder W sind mit kammartig ineinandergreifenden elastischen Formteilen 18 versehen.

In der F i g. 5 ist eine mit einer Teilung 19 versehene Abtastplatte 9' gezeigt. Bei dieser Ausführung handelt es sich — wie bei Fig. 1 — um ein lichtclektrisches digitales Längenmeßgerät. Bei einer einfachen Bauart ist die Abtasteinheit 9 nicht am M"^!(stab 8 geführt. sondern ist direkt über einen Mitnehrr^r 20 nut eincni der obengenannten Objekte 3 verbunden. Die Abtastplatte 9' ist über Blattfedern 21 mit dem Mitnehmer 20

2ί so verbunden, daß sie vom Übertragungselement 10, 13 und 14 in Meßrichtung bewegt werden kann.

Es liegt im Wesen der Erfindung, daß sie sich nicht auf lichtelektrische digitale Längenmeßgeräie beschränkt, sondern die Erfindung ist ebenso vorteilhaft bei

«ι optischen, induktiven, kapazitiven und magnetischen Meßgeräten einsetzbar. Die F.rfindung ist selbstverständlich nicht auf die Korrektur von Führungsfehlern beschränkt, sondern auch zur Korrektur von inneren Teilungsfehlern geeignet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Fehlerkompensation bei Präzisionsmaschinen und Meßgeräten, insbesondere Korrektureinrichtung für ein gekapseltes Längenmeßgeräl zum Messen der Relativlage zweier Objekte, mit einem quer zur Meßrichtung einstellbaren Korrekturprofil, einem Übertragungselement zwischen Abtasteinheit, Korrekti rprofil und einem der vorgenannten Objekte, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturprofil von einer in Meßrichtung verlaufenden Gliederkette (11) gebildet wird, deren Glieder (1Γ) quer zur Meßrichtung einstellbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gliederkette (11) innerhalb eines Hohlprofils (1) angeordnet ist, und daß die einzelnen. Glieder (H') entsprechend dem zu korrigierenden Fehlerverlauf von außerhalb des Hohlprofihs (1) mittels Ex£<_ntern (12) auslenkbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch

zeichnet, daß die Gelenke der einzelnen Glieder (11') eine Längsverschiebung der Glieder (H') erlauben.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke durch kammartig ineinandergreifende elastische Formteile (18) gebildet werden.

dadurch gekennDie Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Fehlerkompensation bei Präzisionsmaschinen und Meßgeräten, insbesondere auf eine Korrektureinrichtung für ein gekapseltes Längenmcß<;erät zum Messen der Relativlage zweier Objekte, mit einem quer zur Meßrichtung einstellbaren Korrekturprofil, einem Übertragungselement zwischen Abtasteinheit, Korrekturprofil und einem der vorgenannten Objekte. Die beiden Objekte können von Bett und Schlitten der Präzisionsmaschine gebildet werden.

Es sind Korrektureinrichtungen zur Kompensation von Maschinenfehlern bekannt. In der DE-PS 8 66 402 wird zum Stand der Technik eine Meßeinrichtung mit Korrekturlineal genannt, deren Ablesemarke mechanisch in eine dem jeweiligen Fehler einer Spindel entsprechende Stellung gegenüber dem Maßstab gesteuert wird. Eine ähnliche Lösung wird in der US-PS 2 26 162 angegeben. Aus der US-PS 30 39 032 ist ein Stellungsmeßsystem mit einer Korrekturschablonc bekannt, die von einem Fühler abgetastet wird, der direkt auf den Meßwertgeber (Drehmelder) einwirkt. In der CH-PS 2 66 408 ist eine optische Meßeinrichtung vorgeschlagen, bei der korrekturabhängige Steuermittel den Strahlengang in der optischen Ableseeinheit beeinflussen. Die DE-AS 12 31 595 zeigt eine Vorrichtung zur elektrischen Fernanzeige der Bewegungen eines beweglichen Maschinenbauteiles, wobei zum Ausgleich von Fehlern ein Kompensationssystem vorhanden ist, welches ein verformbares Metallband aufweist, das von einem Geber abgetastet wird. Ein verformbares Metallband wird auch in der US-PS 31 82 375 und der US-PS 23 36 550 als Korrekturprofil vorgeschlagen. Ein weiteres Fehlerkorrektursystem ist in der DE-OS 20 42 505 beschrieben. Dort erfährt das numerische Meßsystem einer Maschine durch ein die Korrekturschablone abtastendes Organ eine Zusatzbewegung entsprechend dem jeweiligen Fehlerwert der

Maschinenspindel.

Ferner sind aus der DE-PS 13 03 080, der DIi-PS

10 70 522 und der US-PS 29 95 826 Korrektureinrichtungen bekannt. Dort werden Korrekturschablonen um

s einen Drehpunkt verschwenkt, dadurch wird das Korrekturprofil quer zur Meßrichtung einstellbar.

Die genannten Korrektureinrichtungen arbeiten zum Teil mit zusätzlichen elektrischen bzw. optischen Stellgliedern oder Drehgebern, oder aber sie sind direkt ίο an die Maschine gekoppelt. In allen Fällen sind sie jedoch konstruktiv sehr aufwendig und dementsprechend kostspielig, aber oft trotzdem nicht sehr variabel.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Korrektureinrichtung zu schaffen, die einfach — d.h. kostengünstig — aufgebaut ist, die platzsparend ist, die einen großen Korrekturbereich aufweist, die auch nichtlineare Korrekturen erlaubt, deren Eigenfehler vernachlässigbar klein bleibt und die auch bei großen Meßlängen verwendbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Korrekturprofil von einer in Meßrichtung verlaufenden Gliederkette gebildet wird, deren Glieder quer zur Meßrichtung einstellbar sind.

Ein weiterer Vorteil besieht gemäß der Erfindung J^r> darin, daß die Gliederkette innerhalb eines Hohlprofils angeordnet, und daß die einzelnen Glieder entsprechend dem zu korrigierenden Fehlerverlauf von außerhalb des Hohlprofils mittels Exzentern auslenkbar sind.

s<> An einem Ausführungsbeispiel soll anhand der Zeichnung die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein gekapseltes Längenmeßgerät,

t"> Fig. 2 eine Ansicht auf Montagefuß, Schwert, Winkelhcbel und teilweise dargestelltes Korrekturprofil.

F i g. 3 ein Korrckiurprofil mil angelenkten Gliedern,

Fig.4 Glicderkettenausschniti mit kammartig insin-I" andergreifenden elastischen Gelenk η

Fig.

5 Ansicht auf eine mit Teilung versehene Abtastplalte.

Die vereinfachte Schnitldarstellung in Fig. I zeigt ein gekapseltes Längenmeßgerät mit einem Hohlprofil 1, ·»"> welches an dem Bett 2 einer Bcarbeitungs- oder Meßmaschine in beliebiger Weise fest angebracht ist. Ein Schlitten 3 der Bearbcilungs- oder Meßmaschinc trägt einen Montagefuß 4, der beispielsweise mit Schrauben 5 an dem Schlitten 3 befestigt ist. Der ~'° Montagefuß 4 weist ein Schwert 6 auf, das durch einen Schlitz Xa in das im übrigen vollkommen geschlossene Hohlprofil 1 hineinragt. An einer Innenfläche des Hohlprofils 1 ist über eine elastische Klebeschicht 7 ein Maßstab 8 angebracht, der das Meßnormal verkörpert. "·'' Am Maßstab8 slül/t sich eine Abtasteinheit 9 ab,die mit an sich bekannten, in Fig. I nicht dargestellten Mitteln die Teilung des Maßstabes abtastet. Die Relativbewegung von Maschinenbett 2 und Maschinenschlitten 3 wiird vom Montagefuß 4 und dem Schwert 6 über einen <>" Winkelhebcl 10 auf die Abtasteinheit 9 und den Maßstab 8 !übertragen. Die Führungsfehler von Maschinenbett 2 und Maschinenschlitten 3 würden ohne Korrektureinrichtung ebenfalls voll übertragen und gingen in das Meßergebnis als Fehler ein. Das Längcnmeßgeräl weist ⁶^ daher eine Korrektureinrichtung auf, die im Innern des Hohlprofils angeordnet ist. Einzelne, in sich steife Glieder XV bilden eine Gliederkette 11, die mittels Exzentern 12 von außen quer zur Meßrichtung einzeln