DE2829222A1 - Vorrichtung zur kontrolle der stellung eines beweglichen organs - Google Patents

Vorrichtung zur kontrolle der stellung eines beweglichen organs

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DE2829222A1 DE19782829222 DE2829222A DE2829222A1 DE 2829222 A1 DE2829222 A1 DE 2829222A1 DE 19782829222 DE19782829222 DE 19782829222 DE 2829222 A DE2829222 A DE 2829222A DE 2829222 A1 DE2829222 A1 DE 2829222A1
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Description

SOCIETE D'OPTIQUE, PRECISION ELECTRONIQUE ET MECANIQUE
SOPELEM .
Paris, Frankreich
Vorrichtung zur Kontrolle der Stellung eines
beweglichen Organs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle der Stellung eines- beweglichen Organs längs wenigstens zweier Achsen, wobei das Organ längs einer zur zweiten Achse parallelen Gleitführung verschiebbar ist, die an einem Schlitten ausgebildet
ist, der längs einer zur ersten Achse parallelen Gleitführung verschiebbar ist, die an einem Gestell ausgebildet ist, mit
einer Einrichtung zur Erfassung der Stellung des beweglichen
Organs längs der Gleitführung des Schlittens und der Stellung des Schlittens längs der Gleitführung des Gestells.
Häufig soll die Stellung eines beweglichen Organs kontrolliert werden, bei dem es sich z.B. um ein Werkzeugmaschinenwerkzeug oder um einen Taster zur Kontrolle der Maße eines Gegenstands handelt. Diese beweglichen Organe sind längs zweier
zueinander senkrechter Gleitführungen verschiebbar, von denen die eine an einem Gestell und die andere an einem seinerseits
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längs einer Gleitführung des Gestells verschiebbaren Schlitten ausgebildet ist. Bei den Werkzeugmaschinen oder Kontrollvorrichtungen für Gegenstände mit großen Abmessungen mußte bis heute ein sehr steifes und über aer Zeit sehr stabiles Gestell verwendet werden, das völlig geradlinige Gleitführungen trägt, was sehr umständlich ist.
Ls gibt Vorrichtungen zur Messung von Geradlinigkeitsabweichungen einer Gleitführung mit einem Sender für einen zur Gleitführung parallelen feinen Laserstrahl, der eine optische Lezugsachse und eine Meßeinrichtung der Querabweichungen bilüet, die im allgemeinen durch einen fotoelektrischen Detektor gebildet wird, der aen Laserstrahl einfängt und Signale liefert, die die Abweichung der Stellung des Auftreffpunkts des Laserstrahls auf dem Detektor gegenüber einer Bezugsstellung darstellen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, die die Stellung eines beweglichen Organs ebenso genau oder sogar noch genauer als die Vorrichtungen kontrolliert, die, wie bis heute, ein sehr steifes und über der Zeit sehr stabiles Gestell mit völlig geradlinigen Gleitführungen aufweisen, was aber mit weitaus wirtschaftlicheren Mitteln erfolgt. Hierzu verwendet die Erfindung insbesondere Geradlinigkeitsmeßvorrichtungen wie die oben beschriebenen.
Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht durch eine Vorrichtung zur Messung von Geradlinigkeitsabweichungen der Gleitführung des Gestells, bestehend aus einem Sender eines zur Gleitführung des Gestells parallelen, feinen, eine Bezugsachse bildenden Laserstrahls und einem fotoelektrischen Detektor, der den Laserstrahl einfängt und Signale liefert, die eine Querabweichung des Schlittens gegenüber der Bezugsachse darstellen, und durch eine Vorrichtung zur Messung von Rechtwinklig-
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keitsabweichungen der Gleitführung des Schlittens bestehend aus einer Ablenkoptik, die am Schlitten befestigt ist und durch Ablenkung des Laserstrahls mit der ersten Achse einen zweiten Laserstrahl bildet, der zum ersten Laserstrahl senkrecht ist und die zweite Achse bildet, und einem fotoelektrischen Detektor zur Messung der Querabweichung des beweglichen Organs gegenüber der als Bezug dienenden zweiten Achse.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 und 2 in Seiten- und Draufsicht eine Vorrichtung zur Kontrolle der Stellung eines beweglichen Organs, etwa eines Tasters, der die Kontrolle der Maße eines Gegenstands ermöglicht;
Fig. 3 ein Funktionsschema der Vorrichtung von Fig. 2;
Fig. 4 ein Funktionsschema der Vorrichtung zur Berechnung und Sichtbarmachung der Maße;
Fig. 5 ein Schema einer Variante der Kontrollvorrichtung.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein zu kontrollierender Gegenstand A, der zylindrisch und groß sein kann, auf einem Drehtisch 25 in Nähe eines senkrechten Turms 26 abgestellt, an dem eine Gleitführung 10 ausgebildet ist. Längs der Gleitführung 10 verschiebt sich ein Schlitten 80, an dem senkrecht zur Gleitführung 10 eine Gleitführung 81 ausgebildet ist, längs welcher sich ein Arm 110 verschieben kann, der an seinem Ende einen Taster 27 trägt. Nicht dargestellte übliche Vorrichtungen ermöglichen eine Verstellung des Arms 170 gegenüber dem Schlitten 80 und des Schlittens 80 längs der Gleitführung 10.
Es sind zwei Maßstäbe 120, 230 angeordnet, und zwar der eine (l20)längs der Gleitführung 10 und der andere (23Oj längs des
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Arms 170. Am Schlitten 80 sind zwei optische Leser 110, 220 gegenüber Maßstäben 120 bzw. 230 angeordnet.
Eine derartige Vorrichtung ermöglicht folglich die Erfassung jedes Punkts des Gegenstands A gegenüber einem System mit Achsen xx', yy1, die durch die zwei Gleitführungen 10 und 81 gebildet sind, wobei die Maße χ und y an den Maßstäben 120 bzw. 230 durch die Leser 110 bzw. 220 gemessen werden. Ein kreisförmiger optischer Kodierer ermöglicht die Messung des Drehwinkels des Drehtische 25 gegenüber einer Bezugsausrichtung in der Weise, daß jeder Meridian vollständig erfaßt wird. Da der Körper meistens zylindrisch ist, ist es bei Festlegung des Arms 170 in einer gegebenen Höhe χ ebenfalls möglich, den Körper auf dem Drehtisch zu drehen, wobei die Messung durch den Taster 27 kontinuierlich erfolgt.
Eine derartige Vorrichtung kann aber nur genaue Ergebnisse liefern, wenn die GIeitführungen vollkommen geradlinig sind und die Vorrichtung absolut steif ist. Dieses Ergebnis kann aber im Fall von Gegenständen mit sehr großen Abmessungen nur sehr schwer und unter sehr beschwerlichen Bedingungen erzielt werden.
Die Erfindung ermöglicht die Durchführung der Kontrolle des Gegenstands A mit großer Genauigkeit auch dann, wenn die Steifheit und Geradlinigkeit der Vorrichtung nicht vollkommen sind.
Fig. 3 isi_ ein Funktionsschema der Vorrichtung und zeigt gestrichelt nur die Gleitführung 10, den Schlitten 80 und den Arm 170. Am Fuß des Turms 26 ist an einem Ständer 28 ein Monomode (Einwellen-Typ)-Lasersender 50 befestigt, der einen Strahl mit zur Gleitführung 10 paralleler Achse xx1 aussendet.
Der Laserstrahl mit der Achse xx1 trifft auf eine am Schlitten 80 befestigte fotoelektrische Zelle 90, was die Messung der
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Querabweichung Ay ermöglicht, die bedingt ist durch die Geradlinigkeitsfehler der Gleitführung 10 oder durch die Biegung des Turms 26, und ermöglicht die Korrektur des vom Leser 220 gelesenen Maßes y.
Eine am Schlitten 80 befestigte Ablenkoptik 180 ermöglicht die Bildung eines zweiten Laserstrahls mit einer Achse yy1, die zum ersten Laserstrahl mit der Achse xx' senkrecht ist.
Der gemäß der Richtung yy1 abgelenkte zweite Laserstrahl trifft auf eine fotoelektrische Zelle 210, die am Ende des Arms 170 möglichst nahe dem Taster angebracht sein kann zur Messung der Querabweichung Δ.Χ in der Stellung des Tasters 27, die durch einen Geradlinigkeitsfehler der Gleitführung 81 oder durch die Biegung des Arms 170 in der Ebene xoy bedingt ist.
Ist die Abweichung Δx bekannt, so kann das vom Leser 110 gelesene Maß χ korrigiert werden.
Die Zelle 210 ermöglicht auch bezüglich einer Achse zz1, die senkrecht zur durch xx1 und yy1 gebildeten Ebene ist, die Messung der Abweichung Δζ des Tasters 27, die bedingt ist durch die Biegung des Arms 170 in der Ebene yoz. Ist diese Abweichung bekannt, so kann die Stellung des Arms in der Ebene yoz korrigiert und somit der Taster 27 berichtigt und auf seinen Meridian zurückgeführt werden.
Die Zelle 210 ist vorzugsweise am Schlitten 80 angebracht, wobei der Laserstrahl von einer in der Nähe des Tasters 27 angeordneten Optik 29 um 180° abgelenkt und zu sich parallel zurückgeführt wird.
In diesem Fall mißt die Zelle 210 die doppelte Querabweichung oder
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In Fig. 3 ist die Optik 29 ein Dreiflach.
Will man sich auf die Messung der Abweichung Ax allein oder ^z allein beschränken, so genügt selbstverständlich ein Zweiflach.
Die Vorrichtung ist meistens mit einem Rechner kombiniert, der die Maße x, y unü ζ in Abhängigkeit von von den Lesern 110 und 120 empfangenen kodierten Signalen liefert. Es ist dann leicht, die von den Zellen 210 und 90 gelieferten Informationen in Signale umzuwandeln, die die Meßabweichungen darstellen und zu den von den Lesern 110 und 220 ausgesandten Signalen passen, so daß der Rechner die algebraischen Summen der gemessenen Maße und der Abweichungen herstellt zur Erzielung der tatsächlichen Maße bezüglich der Bezugsachsen.
Im Fall von Fig. 3 werden die Abweichungen ^x und Δ ζ zunächst durch zwei geteilt, um der durch die Optik 29 bedingten Verdopplung der Verschiebung Rechnung zu tragen.
Bezüglich der Maße χ und y ist es auch möglich, die Abweichung dadurch automatisch zu korrigieren, daß unmittelbar auf die Leser 110 und 220 eingewirkt wird. In diesem Fall ist jeder Leser an einem Schieber befestigt, der parallel zum jeweiligen Maßstab 120 oder 230 durch ein Antriebsorgan 111 bzw. 221 verschiebbar ist. Das von der entsprechenden Zelle, z.B. 90, ausgesandte Abweichungssignal ermöglicht mittels einer herkömmlichen Steuerung die Einwirkung auf das Antriebsorgan zur Verschiebung des Lesers 220 entgegengesetzt zur gemessenen Abweichung. In diesem Fall wird das Maß genau durch den Leser 52 gegenüber der Bezugsachse xx1 gemessen, wobei folglich die algebraische Addition der gemessenen Abweichungen vermieden wird.
Die Zelle könnte auch mit dem Leser 220 verbunden sein und
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sich zur Beseitigung des Fehlers automatisch auf dem Laserstrahl zentrieren.
Ebenso ermöglicht das von der Zelle 210 ausgesandte Abweichungssignal die Einwirkung auf das Antriebsorgan 111 in der Weise, daß der Leser 110 zur Beseitigung der Abweichung bezüglich Größe und Vorzeichen um den gewünschten Betrag verschoben wird, d.h. im Fall von Fig. 3 um die Hälfte des Betrags. D"as Maß wird somit bezüglich der Achse yy1 gemessen.
Die Meßvorrichtung nach der Erfindung weist folgende Besonderheiten auf:
Wenn es gewünscht wird, an der Ablenkoptik 180 eine halbreflektierende Fläche auszubilden, die einen Teil des Laserstrahls zur Zelle 90 unter Lichtverlust hindurchläßt, ist es von Vorteil, die Umlenkoptik 180 auf einer Scheibe 31 anzubringen, die um eine zum Schlitten 80 senkrechte Achse drehbar gelagert ist und durch einen Synchronmotor 32 angetrieben wird, vgl. Fig. 3. Eine mit der Scheibe 31 verbundene Abdeckung ermöglicht eine abwechselnde Ausführung der Messungen von χ und y, wobei der Laserstrahl abwechselnd zur Zelle 90 und zur Zelle 210 geschickt wird.
Dies hat überdies den Vorteil einer ModuLierung des Laserstrahls, folglich einer Verbesserung des Verhältnisses Signal zu Geräusch an den Zellen.
Die Messungen werden von einem speziellen System rechnerisch verarbeitet, dessen Übersichtsschema in Fig. 4 gegeben ist. Die von den Lesern 110 und 220 abgegebenen Informationen werden zu Rechnern geleitet, die die von den Zellen 210 und 90 gemessenen Abweichungen Δ Xf Δ.Υ und Δ ζ berücksichtigen. Zur Vereinfachung des Schemas sind nur die sich auf χ und y beziehenden Rechner 33 und 34 dargestellt. Diese Rechner be-
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stiRJtien die genauen Maße χ' und y1, die in den Speichern 35 und 36 registriert sind. Die Winkelstellung des Drehtischs wird von einem nicht gezeigten kreisförmigen Kodierer gemessen, der mittels eines Dekodiersystems 37 ein von einem Speicher registriertes Haß liefert.
An Skalen 39, 40, 41, 4 2 können die gemessenen und von den Speichern registrierten Maße und der Winkel wie auch gegebenenfalls die von einem Wärmemeßfühler gelieferte Temperatur t sichtbar gemacht werden.
Gemäß einer speziellen Anordnung ermöglicht ein System zur Sperrung der Speicher, daß die von den Rechnern angezeigten Maße nur im gewünschten Augenblick registriert werden. Dieses Sperrsystem wird durch die Bewegung des Tasters 27 auf Null gespeichert. Dieser trägt in üblicher Weise eine Stange 270, die mittels einer Feder ausgefahren wird. Wenn die Stange ausgefahren ist, gibt sie eine Spannung, z.B. -v. Wenn der Taster eingedrückt wird, nimmt die Spannung ab, durchläuft Null und wird positiv. Die Bewegung auf Null entspricht einer genauen Eindrückstellung des Tasters. In diesem Augenblick erzeugt der Taster einen Sperrimpuls für die Speicher, der so auf Eingänge 43, 44, 45 gegeben wird, daß in den Speichern nur die in diesem Augenblick von den Meßinstrumenten abgelesenen Informationen registriert werden. Auf diese Weise entsprechen die registrierten Maße stets derselben Stellung des Tasters, was die Handhabung des Arms durch eine Bedienungsperson erleichtert und gegebenenfalls eine Automatisierung des Betriebs ermöglicht. Die Messung des Durchmessers kann daher in folgender Weise erfolgen:
Der Schlitten wird auf das Maß χ des in Betracht gezogenen Durchmessers geführt. Der Arm 170 bewegt sich vorwärts, bis die Anlagefläche des Tasters 27 in Berührung mit dem Gegenstand A tritt und eingedrückt wird. Das gemessene Maß entwickelt sich folglich in dem Maß, wie sich der Arm vorwärts-
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bewegt. Der Taster gibt einen Impuls ab, wenn er um einen gleichbleibenden Betrag von beispielsweise 5 mm eingedrückt wird: Der Impuls entspricht folglich einige Millimeter in der Nähe des Tasters einer bekannten Eindrückung.
Wenn der Taster seinen Impuls abgibt, wird das korrigierte Maß y1 in diesem Augenblick in den Speicher gegeben, und zwar gleichzeitig mit dem korrigierten Maß x1 und dem Winkel Θ. Der Arm führt seine Bewegung weiter aus und bleibt vor der gesamten Eindrückung des Tasters allmählich stehen. Dieser Stillstand wird entweder automatisch durch den vom Taster gelieferten Impuls oder durch die Bedienungsperson herbeigeführt, die durch ein vom Impuls ausgesandtes Zeichen und durch das abgelesene Maß benachrichtigt wird.
Auf diese Weise wird die Messung ohne plötzlichen Stillstand des Arms ausgeführt, was jeglichen Stoß und jegliche Schwingung vermeidet. Der Rechner 9 empfängt dann die Informationen, die in den Speichern 35, 36, 38 und gegebenenfalls in einem Speicher 46 enthalten sind, in dem beispielsweise die Temperatur registriert ist. Der Rechner führt dann an den Maßen die gewünschten Korrekturen durch. Die Temperaturabweichungen und -Veränderungen, die die gesamte der Messung dienende Konstruktion ausdehnen und verformen,können somit in Betracht gezogen werden wie auch weitere Fehlerquellen, wie die auf die optischen Strahlen einwirkende Turbulenz und die Schwingungen des Turms. Der Rechner kann so programmiert werden, daß der die gewünschten Korrekturen in Abhängigkeit dieser verschiedenen Parameter ausführt. So kann er z.B. die Eichkurven der Maßstäbe gespeichert haben zur Durchführung von Korrekturen in Abhängigkeit von der Stellung des Schlittens und der Dehnungen.
In dem Fall, in dem sich die gemessenen Querabweichungen nicht durch eine Verschiebung der entsprechenden Leser für die automatische Korrektur der Abweichung, sondern durch von den Zellen unmittelbar gelieferte Analogsignale ausdrücken, kann
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der Rechner die Eichkurve jeder Zelle gespeichert haben, so daß er die auszuführende Korrektur der Querabweichung nach Maßgabe des Maßes berechnet, wobei die Zelle eine der Verschiebung des Laserstrahls proportionale Information gibt.
Es sind offensichtlich weitere Meßeinrichtungen anwendbar. Die Zelle kann z.B. durch einen mit einer Skaleneinteilung versehenen oder kodierten Maßstab ersetzt werden, der eine digitale Information gibt, die vom Rechner in eine Abweichung umgewandelt wird, die im gleichen Maßstab wie das Maß χ oder y gemessen und diesem algebraisch hinzugefügt wird.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann auch mit einer gewissen Anzahl von nützlichen Verbesserungen versehen werden.
Die in Fig. 5 dargestellte erste Verbesserung ermöglicht die Kontrolle der Rechtwinkeligkeit der Bezugsachse xx1 mit dem Drehtisch 25. Der Drehtisch 25 und der Turm 26 sind auf einem feststehenden Ständer 28 befestigt. Auf diesem Ständer sind der Lasersender 5 und ein selbstausrichtendes Fernrohr befestigt, was längs einer Achse 44 eine gleichzeitige Anvisierung eines Spiegels 45, der parallel zur Achse xx1 am Lasersender 5 befestigt ist, und einer Ablenkoptik 450 ermöglicht, die eine Unveränderliche mit zwei senkrechten Flächen bildet, wobei eine Fläche auf dem Drehtisch 25 angeordnet ist, während die andere Fläche vom selbstausrichtenden Fernrohr 43 anvisiert wird. Auf diese Weise kann,kontrolliert werden, ob der Spiegel 45, folglich die Achse xx1, senkrecht zum Drehtisch 25 sind. Ist die Achse xx1 auf diese Weise eingestellt, so können ebenfalls die Rechtwinkeligkeitsabweichungen des Drehtischs 25 während dessen Bewegung gemessen v/erden.
Mit einem ähnlichen Verfahren könnten die Abweichungen gemessen werden, die durch die Befestigung des zu kontrollierenden Gegenstands A auf dem Drehtisch 25 bedingt sind.
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Dank diesen Anordnungen können folglich in den gemessenen Abweichungen die zu kontrollierenden Konstruktionsabweichungen von den Abweichungen getrennt werden, die durch die Befestigung des Gegenstands am Drehtisch und durch dessen Bewegungen bedingt sind.
Eine in Fig. 5 schematisch dargestellte weitere Verbesserung ermöglicht die Messung der zusätzlichen Abweichung, die durch eine eventuelle Torsionswirkung des Turms 26 bedingt ist und die umso mehr in Betracht gezogen werden muß, als sie durch die Länge des Arms vervielfacht wird.
Bei dieser verbesserten Ausführungsform enthält die Vorrichtung die wesentlichen beschriebenen Elemente.
Der Lasersender 5 wurde aber parallel zur Platte 25 am Ständer 28 befestigt, wobei die Bezugsachse xx' durch Ablenkung des Laserstrahls mittels einer Ablenkoptik 47 mit geneigter halb durchscheinender Fläche erhalten wurde. Eine Zelle 210 ermöglicht die Kontrolle der waagerechten Ausrichtung des vom Laserstrahler 5 ausgesandten Laserstrahls.
Als Beispiel und zur Unterscheidung gegenüber Fig. 3 wurde das unmittelbare Meßverfahren der Querabweichungen Ax und 4 ζ mittels eines fotoelektrischen Detektors 210 dargestellt, der am Ende des Arms 170 so angeordndet ist, daß er die Bezugsachse yy' schneidet.
Bei dieser Vorrichtung erzeugt der Lasersender 5 nicht nur den ersten Laserstrahl mit der Achse xx', sondern auch den senkrechten, zum Laserstrahl xx1 parallelen zweiten Laserstrahl aa1 mittels der am Ständer 28 befestigten Ablenkoptiken 47 und 48, wobei die beiden Laserstrahlen voneinander um einen Abstand entfernt sind, der gleich der Breite des Schlittens 80 ist und etwa in der Größenordnung von einem
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Meter liegt. Der Laserstrahl rait der Achse aa1 wird von einer Zelle 91 aufgefangen, wobei die beiden Zellen 90 und 91 jeweils zwei elektrische Signale abgeben, und zwar in Abhängigkeit von der Verschiebung der Mitte des aufgefangenen Leuchtflecks längs der Richtung yy1 bzw. längs der zur Meßebene xx', yy1 senkrechten Richtung zz1. Wie oben angegeben, berechnet der Rechner unter Beachtung der Lichkurve der Zelle 90 die an der Messung des Maßes y auszuführende Korrektur Ay. Es kann sich aber auch um eine Berechnung d^r 3tr>llungsabweichung des Tasters 27 in eier Richtung zz' handeln, und zwar in Abhängigkeit von der Länge des Arms 170 und der Torsion des Turms 71.
Der Winkel dieser Torsion ist gleich der Differenz zwischen den von den Zellen 90 unü 91 gemessenen Abweichungen Δ ζ, und geteilt durch den diese Zellen teilenden Abstand.
Das bewegliche Organ, das im beschriebenen Fall ein Taster zur Kontrolle von Maßen ist, könnte beispielsweise auch ein Bearbeitungs- oder Schneidv/erkzeug sein. Das Prinzip der Erfindung kann bei zahlreichen Maschinenarten mit großen Abmessungen angewendet werden. Dieses Prinzip besteht in der Verwen dung eines oder mehrerer Laserstrahlen als Bezugsachsen an Betten oder Rahmen mit einer Länge inder Größenordnung von 10 Metern, während bis heute die auf Laserstrahlen basierenden Messungen nur für weniger große Strecken und für geringere Zwecke verwendet wurden, z.B. für die Führung von Maschinen oder bei topographischen Messungen.
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e r s e

Claims (13)

Patentanwälte DIPLWNG. R. BEETZ SEN. = DIPL-ING. K. LAMPRECHT=DR.-ING. R. BEETZ JR. RECHTSANWALT DIPL-PHYS. DR. JUR. U. HEIDRICH DR.-ING. W. TIMPE - DIPL-ING. J. SIEGFRIED PRIV.-DOZ. DIPL-CHEM. DR. RER. NAT. W. SCHMITT-FUMIAN SteinsdorfstraBe 10 · D-8000 München 22 3io-2c.5>lSP(28.519K) T). JuU 197 Ansprüche
1. I Vorrichtung zur Kontrolle der Stellung eines beweg- ^^—/ liehen Organs längs wenigstens zweier Achsen,
wobei das Organ längs einer zur zweiten Achse parallelen Gleitführung verschiebbar ist, die an eineir Schlitten ausgebildet ist, der längs einer zur ersten Achse parallelen Gleitführung verschiebbar ist, die an einem Gestell ausgebildet ist,
mit einer Einrichtung zur Erfassung der Stellung des beweglichen Organs längs der Gleitführung des Schlittens und der Stellung des Schlittens längs der Gleitführung des Gestells,
gekennzeichnet
durch eine Vorrichtung zur Messung von Geradlinigkeitsabweichungen der Gleitführung (10) des Gestells (26), bestehend aus
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eirieru Sender eines zur Gleitführung (10) des Gestalls (26) parallelen, feinen, eine üezugsachse bildenden Laserstrahls (5) una
einer., fotoelektrischen Detektor (90), der den Laserstrahl (5) eiiifängt und Signale liefert, die eine Querabweiphung (Ay)des Schlittens (80) gegenüber der hezugsachse darstellen, und
uurch eine Vorrichtung zur Messung von Rechtwinkligkeitsabvveicliungen der Gleitführung (51) des Schlittens (80) bestehend aus
einer Ablenkoptik (180), die am Schlitten (80) befestigt ist und ciurch Ablenkung des Laserstrahls mit der ersten Achse(xx1)einen zweiten Laserstrahl bildet, der zum ersten Laserstrahl senkrecht ist und die zweite Achse(yy1)bildet, und
einen' fotoelektrischen Detektor (210) zur Messung der Querabweichung(Δ χ)des beweglichen Organs (27) gegenüber eier als Bezug dienenden zweiten Achse(yy') (Fig. 1-3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der fotoelektrische Detektor (210) die Querabweichung (^ z)des beweglichen Organs (27) gegenüber einer als Bezug dienenden dritten Achse (zz')mißt, die mit der ersten und der zweiten Achse(xx1; yy')ein Dreiflach mit drei rechten Winkeln bildet, und
daß eine Einrichtung zur Korrektur dieser Querabweichung (Δζ)vorgesehen ist (Fig. 3).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der fotoelektrische Detektor (210) am Schlitten (80) angeordnet ist,
wobei der Laserstrahl durch eine in der Nähe des beweglichen Organs (27) angeordnete Optik (29) um 180° umge-
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lenkt wird, die den Laserstrahl zu sich parallel zurückführt (Fig. 3).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Optik (29) ein Zweiflach ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Optik (29) ein Dreiflach ist,
daß der fotoelektrische Detektor (210) die Querabweichung (Az)des beweglichen Organs (27) gegenüber einer dritten Achse (zz1)messen kann, die mit der ersten und mit der zweiten Achse (XX1, yy1)ein Dreiflach mit drei rechten Winkeln bildet, und
daß eine Einrichtung zur Korrektur dieser Querabweichung (&z)vorgesehen ist (Fig. 3).
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch wenigstens eine Vorrichtung zur Korrektur wenigstens ener der erfaßten Stellungen(x, y)in Abhängigkeit von der entsprechenden Querabweichung(Ax, Δγ)(Fig· 4).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Erfassung der Stellungen(x, y) jeweils einen längs der entsprechenden Gleitführung (10; 80) angeordneten Maßstab (120; 230) und einen vor dem jeweiligen Maßstab (120; 230) angeordneten Stellungsleser (110; 220) aufweisen, und
daß die Einrichtung zur automatischen Korrektur wenigstens einer in Abhängigkeit vom gemessenen Abstand erfaßten Stellung(x, y) enthält:
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einen Schieber, der parallel zum entsprechenden Maßstab (120; 230) beweglich am Schlitten (80) angeordnet und an dem der Stellungsleser (110; 220) befestigt ist, eine Einrichtung zur Verschiebung des Schiebers und eine Einrichtung zur Steuerung einer Verschiebung des Schiebers um eine Strecke, die in Größe und Vorzeichen der gemessenen Abweichung entgegengesetzt ist,
wobei die Steuereinrichtung nach Maßgabe der Abweichung gesteuert wird (Fig. 3).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
aaß die Einrichtungen zur Erfassung der Stellungen (x, y) mit zwei geradlinigen Maßstäben (120; 230), die längs des Gestells (26) bzw. des Arms (170) angeordnet sind, und mit zwei Lesern (110, 220), die am Schlitten (8O) jeweils vor einem Maßstab (120; 230) angeordnet sind und repräsentative digitale (numerische)Informationen der Maße der Stellungen (x;y)längs der beiden Maßstäbe (120; 230) liefern, und
daß die Einrichtungen zur automatischen Korrektur der in Abhängigkeit der gemessenen Abweichungen erfaßten Stellungen für jede Richtung enthalten:
einen Wandler zur Umwandlung des vom fotoelektrischen Detektor (210; 90) für die Abweichung(Δχ; Ay)in der ersten bzw. zweiten Achse (xx1; yy1)abgegebenen Signals in eine zum entsprechenden Maß(x; y)passende digitale (numerische) Information und einen Addierer zur algebraischen Addition der Maße(x, y)mit der Abweichung (Aχ; /Ly)in der ersten bzw. zweiten Achse (xx', yy'HFig. 3, 4).
9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ablenkoptik (180) an einem Tisch (31) befestigt ist, der um eine zur ersten Achse(xx1)parallele Achse drehbar ist,
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wobei das Maß der Querabweichung bzw. der zweiten Achse (yy1) bei jedem Durchgang der Ablenkoptik (ISO) durch den Laserstrahl mit der ersten Achse (xx1) periodisch hergestellt wird und die gemessenen Abweichungen in Speichern (35, 36) registriert werden (Fig. 3).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das bewegliche Organ am Ende eines längs der Gleitführung (81) des Schlittens (80) verschiebbaren Arms (170) befestigt ist und durch einen Taster (27) zur Messung der Maße eines zylindrischen Gegenstands (A) gebildet wird, dessen Achse parallel zur Gleitführung (10) des Gestells (26) verläuft und der um eine Achse drehbar auf einem Drehtisch (25) befestigt ist (Fig. 3).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Taster (27) durch einen Kolben gebildet ist, der beiderseits einer Nullstellung verschiebbar in einem am Arm (170) befestigten Halter eingebaut ist und von außen durch eine Feder beaufschlagt wird, und
daß, wenn die gemessenen Maße für jede Richtung jeweils in einem Speicher (35; 36) registriert sind, die Bewegung des Kolbens auf Null die Abgabe eines Signals bestimmt zur Steuerung der gleichzeitigen Abfragung der Speicher (35, 36) für das Maß der Seiten in diesem Augenblick (Fig. 3, 4).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekenn ζ e i chnet
<iurch einen Sender (48) zur Aussendung eines dritten Laserstrahles (aa1), der streng parallel zum ersten Laserstrahl und zur ersten Gleitführung (10) verläuft, und
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durch fotoelektrische Einrichtungen (90, 91) zur Messung der Querabweichungen des ersten und des dritten Laserstrahls nicht nur in der ersten Achse (xx1), sondern auch in der dritten Achse (zz1), die mit der ersten und der zweiten Achse (xx1; yy1) einen Dreiflach mit drei rechten Winkeln bildet (Fig. 5).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
gekennzeichnet
durch eine Einrichtung zur Berechnung der in der Stellung des Tasters (27) auszuführenden Korrekturen in der zweiten und der dritten Achse (yy1; zz1),
wobei die Korrektur für die dritte Achse (zz1) in Abhängigkeit von der Länge des Arms (170) und der Verdrehung eines Turms (71) berechnet wird und
wobei der Winkel dieser Verdrehung gleich ist der Differenz der durch die fotoelektrischen Detektoren (90, 91) gemessenen Querabweichungen des ersten und des dritten Laserstrahls, geteilt durch den die Detektoren (90, 91) trennenden Abstand (Fig. 5).
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