DE2732909B2 - Inkrementales LagemeBsystem - Google Patents

Inkrementales LagemeBsystem

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    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein inkrementales Meßsystem zum Messen oder Positionieren der Relativlage zweier Objekte einer Maschine od. dgl. Die vorgenannten Objekte können der Schlitten bzw. das Bett einer Bearbeitungs- oder Meßmaschine sein.
Die Positionierung der vorgenannten Objekte kann je nach Art der Zeichnungsvermaßung absolut von einer Bezugslinie aus oder im Kettenmaß durch wiederholtes Nullen geschehen. Aus der DE-OS 18 14 785 ist bereits ein inkrementales Lagemeßsystem bekannt, dessen Vor-/Rückwärtszähler einen Betriebsartenumschalter aufweist. In Abhängigkeit von der eingestellten Betriebsart wird bewirkt, daß entweder
a) beim Auftreten eines Referenzimpulses — dessen Lage zur Teilung des Meßsystemes absolut festgelegt ist — der Zähler automatisch gestoppt wird,
b) beim Auftreten des Referenzimpulses eine vorab eingestellte Soll-Zahl automatisch gesetzt wird, oder
c) — unabhängig von den unter a) oder b) aufgeführten Referenzwnpulsen — der Zähler die vom inkrementalen Meßsystem gelieferten Impulse zählt
s Des weiteren ist eine Lagemeßeinrichtung bekannt, deren Betriebsartenumschalter von der Zähleinrichtung abhängig ist (DE-OS 19 33 254). Ein ähnliches Lagemeßsystem weist einen Betriebsartenumschalter auf, der es gestattet daß beim Betätigen einer Nullungstaste oder Setztaste der Zähler beim Auftreten eines Referenzimpulses nur ein einziges Mal gestoppt und bei jedem erneuten Anfahren des Referenzimpulses auf den beim Stoppvorgang abgelesenen bzw. eingespeicherten Wert gesetzt wird (DE-OS 19 64 381). Diese Lagemeßsysteme !5 weisen jedoch Nachteile auf, wenn wechselweise die Positionierung der genannten Objekte nach dem Absolutmaßsystem oder nach dem Kettenmaßsystem erfolgen solL
Aufgabe der Erfindung ist es, ein inkrementales Meßsystem zur Lagebestimmung zweier Objekte zu schaffen, das mit einfachen Mitteln eine Vielzahl von Meß- oder Positionieraufgaben zu lösen vermag, vielseitig einsetzbar sowie leicht bedienbar ist und dabei eine zuverlässige Arbeitsweise ermöglicht
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Vereinigung folgender Merkmale:
a) es sind mehrere elektronische Zähler-Bausteine entsprechend der Zahl vorsehbarer Bezugssysteme und
b) mindestens ein Bezugspunktumschalter mit der Anzahl der elektronischen Zähler-Bausteine entsprechenden einzelnen Schalterstellungen vorgesehen;
c) zwischen den elektronischen Zähler-Bausteinen und der Anzeige ist eine Auswahleinrichtung zwischengeschaltet auf die der Bezugspunktumschalter einwirkt derart, daß in einer der Schalterstellungen das auf den absoluten Nullpunkt (Maschinennullpunkt) bezogene System und zumindest in einer weiteren Schalterstellung ein auf frei wählbare Null- bzw. Bezugspunkte bezogenes System anwählbar bzw. rückrufbar ist
Nach einem weiteren, die Erfindung ausgestaltenden Merkmal bewirkt ein Referenzimpuls, dessen Lage zur Teilung der Meßeinrichtung absolut festgelegt ist das Setzen des absoluten Maschinennullpunktes.
Ein weiteres, die Erfindung vorteilhaft ausgestaltendes Merkmal findet sich im Unteranspruch 3.
Die Erfindung bietet folgende wesentliche Vorteile:
1. Absoluter Nullpunkt (Maschinennullpunkt) und jeder andere gewählte Bezugspunkt kann jederzeit über Schalter angewählt bzw. rückgerufen werden.
Somit ist ein Wechsel zwischen den einzelnen Bezugssystemen möglich, d. h. es können mehrere Bezugssysteme nebeneinander angeordnet werden
(z. B. Absolut-/Kettenmaß usw.).
2. Beliebiger Wechsel der Bezugspunkte ohne erneute Zählereichung.
Der wesentliche technische Fortschritt ist bei der Erfindung darin zu sehen, daß durch die erfindungsgemäßen Merkmale eine Einrichtung zur Lagebestimmung geschaffen wird, die eine einfache Bedienung und vielseitige Einsatzmöglichkeiten bietet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Blockschaltbildes noch näher erläutert
Ein inkrementales Meßsystem zum Messen der Relativlage und zum Positionieren zweier Objekte einer Maschine od. dgl. mit Gittermaßstab G und Abtastkopf
AK liefert Signale, die in bekannter Weise in einem Verstärker V verstärkt, in einem Trigger Tgetriggert, über einen RichtungsdiskrTininator AD und Vorzeichenstufen VZ1, VZn und VZm in Vor-ZRückwärtszähler VRx, Wh und Win eingespeist werden.
Eine sogenannte Nullimpulsspur RI auf dem Gjttermaßstab G liefert ein Referenzsigna! RI', dessen Lage zur Teilung G des Meßsystems absolut festgelegt ist Dieses Referenzsignal Ä/'wird verstärkt und getriggert in eine Nullicipulsauswerteschaltung NA eingespeist, die es auswertet und dem Vor-ZRückwärtszähler KRi zuführt Die Vor-ZRückwärtszähler VRx, VRn und VKm zählen ständig die vom inkrementalen Meßsystem gelieferten Impulse. Ein Schalter B verfügt über drei Stellungen I, II und III, mit deren Hilfe drei verschiedene Bezugssysteme angewählt werden können. In jeder der drei Schalterstellungen I oder Π oder III wird in einem Multiplexer MX\ eine Verbindung zwischen einem der Vor-ZRückwärtszähler VRi oder VRn oder VR1n und einer Anzeige A hergestellt Dabei ordnet der Schalter B im ersten Bezugssystem der Stellung I den Vor-ZRückwärtszähier VR\ zu, im zweiten Bezugssystem der Stellung II den Vor-ZRückwärtszähler VRn und im dritten Bezugssystem der Stellung III den Vor-Z Rückwärtszähler VRm.
In den drei Bezugssystemen können Bezugspunkte erzeugt werden. Mit dem oben beschriebenen Referenzimpuls RI', dessen Lage zur Teilung G des Meßsystems absolut festgelegt ist, wird in dem ersten Bezugssystem über die Nullpunktauswerteschaltung NA der Vor-/ Rückwärtszähler VR\ immer wieder auf den absoluten Nullpunkt (Maschinennullpunkt) geeicht
Im zweiten Bezugssystem, das der Schalterstellung II des Schalters B und dem Vor-ZRückwärtszähler VRn zugeordnet ist, kann beispielsweise der Arbeitsnullpunkt festgehalten werden. Der Arbeitsnullpunkt läßt sich vorteilhafterweise von einer Kante eines zu bearbeitenden Werkstückes ableiten.
Das drittte Bezugssystem, zu dem die Schalterstellung III und der Vor-ZRückwärtszähler VRm gehört, ist frei verfügbar fur ständig wechselnde Bezugspunkte. Dies wird z.B. bei der Bearbeitung von Werkstücken benötigt, die mit Kettenmaßen vermaßt sind Im dritten Bezugssystem kann also ständig ein Momentanbezugspunkt erzeugt werden. Mit dem Schalter B lassen sich jedoch — unbeeinflußt von der Bezugspunktauswahl im dritten System — sowohl der absolute Maschinennullpunkt im ersten System, als auch der Arbeitsnullpunkt im zweiten System jederzeit anwählen bzw. zuiückrufen.
Um die Vor-ZRückwärtszähler VR1, VRH, VRm auch löschen oder setzen zu können, sind eine Lösch- und vorzugsweise eine Setztaste L bzw. STvorgesehen. Eine Eingabeeinheit EE dient der Eingabe eines beliebigen Setzwertes Da. Ein zweiter Multiplexer MXi stellt zwischen den entsprechenden Schalterstellungen I oder Il oder IH und den zugehörigen Vor-ZRückwärtszählern VR] oder VRu oder VRm die Verbindung her und schaltet die Eingabeeinheit EE auf den angewählten Vor-ZRückwärtszähler VRi oder VRn oder VRm. Mit Hilfe des Multiplexers MXi läßt sich also jeder der Vor-ZRückwärtszähler VRt oder VRM oder VRm mit einem Löschimpuls oder einem frei wählbaren Setzwert
Da beaufschlagen, obwohl nur jeweils eine Löschtaste L,
eine Se'ztaste ST und eine Eingabeeinheit EE vorhanden sind. Es versteht sich, daß es im Rahmen der
Erfindung liegt, jedem der Vor-ZRückwärtszähler VR\
oder VRii oder VRw eine eigene Lösch- bzw. Setztaste L
bzw. STund eine eigene Eingabeeinheit JEEzuzuordnen.
Der Multiplexer MXi entfällt dann natürlich. Es ist ferner eine Versorgungsspannungslogik VL
vorgesehen, mit deren Hilfe eine optische undZoder
akustische Warnung ausgelöst wird, wenn nach
Netzausfall oder Ausschalten der Zähler wieder in Betrieb genommen wird. Die Versorgungsspannungslogik VL dient zur Sicher-
stellung der richtigen Bedienung des erfindungsgemäßen Zählers bei Wiederinbetriebnahme des Zählers nach Unterbrechung der externen Versorgungsspannung. Eine Unterbrechung der Versorgungsspannung bewirkt in der Versorgungsspannungslogik VL, daß eine Warnung, z. B. Blinken der Anzeige A ausgelöst wird. Die bedienende Person wird mit iäesem Warnsignal darüber informiert, daß das gesamtr System durch Unterbrechung der Versorgungsspannung fehlerhaft arbeitet Eine fehlerfreie Zuordnung der Bezugspunkte ist erst dann wieder gegeben, wenn der absolute Masch'nennullpunkt aufgesucht worden ist Durch Verfahren der angegebenen Objekte über den absoluten Maschinennullpunkt hinaus, wird auf den Vor-Z Rückwärtszähler VRi der Referenzimpuls R/'gegeben, der ihn auf den absoluten Maschintnniillpunkt setzt Gleichzeitig wird vom gleichen Referenzimpuls RI' die Versorgungsspannungslogik VL beaufschlagt die nun die Warnung zurückzieht da der absolute Bezugspunkt wieder gegeben ist Die vorher blinkende Anzeige A ist nun wieder ununterbrochen in Betrieb.
Es ist von Vorteil, in diesem Zähler noch eine interne Spannungsversorgung mittels Batterie oder Akkumulator vorzusehen, die sowohl das Meßsystem als auch die Zähler VRi, VRn und VRm versorgt so JaB die festgelegten Bezugspunkte erhalten bleiben.
Weiterhin ist es bei dem beschriebenen Zähler auf einfache Weise möglich Fehler zu korrigieren, die beispielsweise in den Führungen der genannten Objekte oder in der Teilung G des Meßsystems vorhanden sind.
Absoluten Lagewerten ordnet man in einem nicht
dargestellten Speicher fest eingespeicherte, durch eine besondere Messung ermittelte Korrekturwerte zu, die rechnerisch berücksichtigt werden.
Die genannten absoluten Lagewerte lassen sich
so jederzeit mit Hilfe von codierten Referenzmarken Rl (Codespur nicht dargestellt) des Gittermaßstabes G auffinden und mit den genannten Korrekturwerten beaufschlagen, so daß an diesen absoluten Lagewerten der Zählerstand berichtigt wird. Jedem absoluten Lagewert ist dabei ein vorab ermittelter Korrekturwert zugeordnet, der xinen bestimmten Speicherplatz einnimmt. Die Informationen der vorgenannten Codespur an den Referenzmarken RI werden vorzugsweise in einem nicht dargestellten Rechner decodiert.
Der elektronische Zähler läßt sich vorteilhaft auch bei numerisch gesteuerten Maschinen anwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Inkrementales Meßsystem sum Messen oder Positionieren der Relativlage zweier Objekte, bestehend aus einem Maßstab und Abtastkopf sowie einem elektronischen Vor-ZRückwärtszähler, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:
a) es sind mehrere elektronische Zähler-Bausteine (VRx, VRa u. VRm) entsprechend der Zahl vorsehbarer Bezugssysteme und
b) mindestens ein Bezugspunktumschalter (B) mit der Anzahl der elektronischen Zähler-Bausteine (VRi, VRn u. VRiii) entsprechenden einzelnen Schalterstellungen vorgesehen;
c) zwischen den elektronischen Zähler-Bausteinen (VRi, VRn u. VRm) und der Anzeige (A) ist eine Auswahleinrichtung (MXj) zwischengeschaltet, auf die der Bezugspunktumschalter (B) einwirkt, deren, daß in einer der Schalterstellungen (I) das auf den absoluten Nullpunkt (Maschinennullpunkt) bezogene System und zumindest in einer weiteren Schalterstellung (II und ggf. III) ein auf frei wählbare Null- bzw. Bezugspunkte bezogenes System anwählbar bzw. rückrufbar ist
2. Inkremental Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Referenzimpuls (RI'X dessen Lage zur Teilung (G) der Meßeinrichtung absolut festgelegt ist, das Setzen des absoluten NLischinennulIpunktes bewirkt
3. Inkremental Meßsystm nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Teilung (Greine Vielzahl von Referennarken (RI)angeordnet ist und daß jeder Referenzmarke (RI) vorzugsweise eine codierte Spur zur Identifizierung des jeweiligen Absolutwertes zugeordnet ist und daß jedem bei der Referenzmarke (RI) abgerufenen Absolutwert ein eingespeicherter Korrekturwert zugeordnet ist und daß zumindest jeweils beim Auftreten eines Referenzimpulses (RI') unter Mitwirkung eines Rechners der Zählerstand auf den richtigen Wert korrigiert wird.
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