DE2724858C3

DE2724858C3 -

Info

Publication number: DE2724858C3
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: 1979-11-22
Also published as: DE2724858B2; IT7812638A0; IT1104247B; GB1591009A; US4170828A; FR2393264B1; AT376036B; JPS5847001B2; FR2393264A1; DE2724858A1; ATA306378A; CH632592A5; JPS542766A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf .'ine Einrichtung zur Fehlerkompensation bei Prä^.isionsmaschinen und Meßgeräten, insbesondere auf eine Korr Utureinrichtung für ein gekapseltes Längenmeßgerät zum Messen der r· Relativlage zweier Objekte, mil einem quer zur Meßrichtung einstellbaren Korrekturprofil, einem Übertragungselement zwischen Abtasteinheit, Korrektiirprofil und einem der vorgenannten Objekte. Die beiden Objekte können von Bett und Schlitten der -to 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 mecha- ■*■> nisch in eine dem jeweiligen Fehler einer Spindel entsprechende Stellung gegenüber dem Maßstab gesteuert wird. Eine ähnliche Lö3ung wird in der US-PS 2 26 162 angegeben. Aus der US-PS 30 39 032 ist ein Stellungsmeßsystem mit einer Korrekturschablone w 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 ^M 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 ^W) aulweist, 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 μ 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 DE-PS 10 70 522 und der US-PS 29 95 826 Korrektureinrichtungen bekannt. Dort werden Korrekturschablonen um 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 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 besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Gliederkette innerhalb eines Hohlprofils angeordnet, und daO die einzelnen Glieder entsprechend dem zu korrigierenden Fehlerverlauf von außerhalb des Hohlprofils mittels Exzentern auslenkbar sind.

An einem Ausiührungsbeispiel soll anhand der Zeichnung die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein gekapseltes Längsnmeßgerät,

F i g. 2 eine Ansicht auf Montagefuß, Schwert, Winkelhebel und teilweise dargesteältes Korrekturprofil.

F i g. 3 ein Korrekturprofil mit ausseienden Gliedern,

Fig.4 Gliederkettenausschnitt mit kammartig ineinandergreifenden elastischen Gelenken,

Fig.5 Ansicht auf eine mit Teilung versehene Abtastplatte.

Die vereinfachte Schnittdarstellung in F i g. 1 zeigt ein gekapseltes Längenmeßgerät mit einem Hohlprofil 1, welches an dem Bett 2 einer Bearbcilungs- oder Meßmaschine in beliebiger Weise fest angebracht ist. Ein Schlitten 3 der Bearbeitungs- oder Meßmaschine trägt einen Montcgefuß 4, der beispielsweise mit Schrauben 5 an dem Schlitten 3 befestigt ist. Der Montagefuß 4 weist ein Schwert 6 auf, das durch einen Schlitz la in das im übrigen vollkommen geschlossene hohlprofil I hineinragt. An einer Innenfläche des Hohlprofils 1 ist über eine elastische Klebeschicht 7 ein Maßstab 8 angebracht, der das Meßnormal verkörpert. Am Maßstab 8 stützt sich eine Abtasteinheit 9 ab, die ,τιit an sich bekannten, in Fig. 1 nicht dargestellten Mitteln die Teilung des Maßstabes abtastet. Die Relativbewegung von Maschinenbett 2 und Maschinenschlitten 3 wird vom Montagefuß 4 und dem Schwert 6 über einen Winkelhebel 10 auf die Abtasteinheit % 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 Längenmeßgerät weist daher eine Korrektureinrichtung auf, die im Innern des Hohlprofils angeordnet ist. Einzelne, in sich steife Glieder II' bilden eine Gliederkette II, die mittels Exzentern 12 von außen einer zur Meßrichtung einzeln

ausgelenkt werden können. Der Winkelhebel 10 ist um eine Achse 10' schwenkbar mit der Abtasteinheit 9 verbunden. Ein freies Ende des Winkelhebels 10 trägt eine Rolle 13, die bei Verschiebung dem Linienzug der Gliederkette folgt und den Winkelhebel 10 um die Achse 10' verschwenkt Die Schwenkbewegung des Winkelhebels 10 entspricht dem zu korrigierenden Fehlerverlauf der Einrichtung. Die Korrektur wird durch einen zweiten Arm des Winkelhebels — der auch als Exzenter 14 ausgebildet sein kann — vorgenommen, der die Schwenkbewegung des Winkelhebels in eine Relativbewegung zwischen der Abtasteinheit 9 und dem Schwert 6 umsetzt. Das durch den Schlitz Xa des Hohlprofils ragende Schwert 6 wird von dachförmig angeordneten Dichtlippen 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 gezeigL Der Montagefuß 4 mit den Bohrungen 4' für die Befestigungsschrauben trägt das Schwert 6, dessen Oberseite mit einem zylindrischen Mitnehmer 6' versehen ist, an dem der Winkelhebel 10 mit seinem Exzenter 14 angreift. Die Abtasteinheit 9 ist als Fragment nur soweit dargestellt, daß die Befestigung des Winkelhebels 10 mitteis Achse 10' in ihr erkennbar ist. Wird nun der Montagefuß 4 in Pfeilrichtung verschoben, folgt die Abtasteinheit 9 dieser Längsbewegung und der Winkelhebel 10 mit der Rolle 13 tastet die Gliederkette 11 ab, deren Glieder ii' über Exzenter 12 entsprechend dem Fehlerverlauf ausgelenkt 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 Montagefuß 4 samt dem Maschineiischlitten 3 unterliegt, kann also durch e»ie von der einstellbaren Gliederkette 11 verursachte Relativbewegung zwischen Abtasteinheit 9 und Montagefuß 4 kompensiert werden.

In der Fig.3 ist ein Korrekturprofil 1! gezeigt, bei dem die einzelnen Glieder W durch die Exzenter 12 ausgelenkt 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 Längsbeweglichkeit erlauben, ist in F i g. 4 dargestellt Die Enden der Glieder 11' sind mit kammartig ineinandergreifenden elastischen Formteilen 18 versehen.

In der Fig.5 ist eine mit einer Teilung 19 versehene Abtastplatte 9' gezeigt. Bei dieser Ausführung handelt es sich — wie bei Fig. 1 — um ein lichtelektrisches digitales Längenmeßgerät. Bei eine, einfachen Bauart ist die Abtasteinheit 9 nicht am Maßstab 8 geführt, sondern ist direkt über einen Mitnehmer 20 mit einem der obengenannten Objekte 3 verbunden. Die Abtastplatte 9' ist über Blattfedern 21 mit dem Mitnehmer 20

so verbünden, 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 Längenmeßgeräte beschränkt, sondern die Erfindung ist ebenso vorteilhaft bei

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

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

U Einrichtung zur Fehlerkompensation bei Präzisionsmaschinen und Meßgeräten, insbesondere Korrektureinrichtung für ein gekapsaltes Längenmeßgerät zum Messen der Relativlage zweier Objekte, mit einem quer zur Meßrichtung einstellbaren Korrekturprofil, einem Übertragungselement zwischen Abtasteinheit, Korrekturprofil und einem der vorgenannten Objekte, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturprofii 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 (1Γ) entsprechend dem zu korrigierenden Fehlervertarif von außerhalb des Hohlprofils (1) mittels Exzentern (12) auslenkbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke der einzelnen Glieder [W) eine Längsverschiebung der Glieder (11') erlauben.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkt durch kammartig ineinandergreifende elastische Formteile (18) gebildet werden.