DE3036005A1 - Verfahren zur herstellung einer codescheibe fuer optische winkelschrittgeber bzw. winkelcodierer - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer codescheibe fuer optische winkelschrittgeber bzw. winkelcodiererInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ^- Unser Zeichen
Berlin und München VPA ' p ^
Verfahren zur Herstellung einer Codescheibe für optische
Winkelschrittgeber bzw. Winkelcodierer
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
einer Codescheibe für optische Winkelschrittgeber bzw. Winkelcodierer, wobei lichtdurchlässige Codierspuren
als Codemuster durch partielles Entfernen einer auf die Codeacheibe aufgebrachten lichtundurchlässigen Schicht
erzeugt werden und wobei das auf der Codescheibe erzeugte Muster exakt zu einer die Codescheibe tragenden Welle
zentriert wird.
Bei optischen Winkelschrittgebern oder Winkelcodierern werden üblicherweise die Schlitzmuster auf fotografischem
Wege kopiert und durch partielles Abätzen einer lichtundurchlässigen Schicht, welche auf einer lichtdurchlässigen
Scheibe aufgebracht ist, hergestellt. Daneben sind auch Verfahren bekannt, bei denen die Codierung auf einer
Scheibe durch fotografisches Aufzeichnen und galvanisches Auftragen hergestellt wird.
Bei den bekannten Verfahren wird immer zunächst die Codescheibe
als solche hergestellt und danach gelagert. Zu diesem Zweck muß das auf der Scheibe erzeugte Schlitzmuster
nachträglich durch besondere Vorkehrungen ausgemittelt
werden, z.B. mit einer genauen Zentrierbohrung oder einem lichtdurchlässigen Zentrierkreis. Bei der Montage
der Schlitzscheibe auf einer gelagerten Welle muß dann mit hohem Zeitaufwand das Schlitzmuster exakt zentriert
werden.
Pr 1 Fra / 19.9.1980
-^- ' VPA 8OP 24 10DE
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Herstellung von Codescheiben der eingangs erwähnten Art den hohen Aufwand
für die nachträgliche Zentrierung zu vermeiden und trotzdem eine genaue zentrische Lagerung der Codescheibe
zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zunächst die mit der lichtundurchlässigen Schicht versehene
Codescheibe mit der gelagerten Welle verbunden wird und daß dann mittels eines Laserstrahlsenders das Codemuster
in die lichtundurchlässige Schicht eingebrannt wird, wobei der Laserstrahlsender Jeweils über eine Winkelschritt
steuerung relativ zur Welle positioniert wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also anstelle der nachträglichen Zentrierung die Codescheibe bereits vor
dem Aufbringen des Codemusters mit der gelagerten Welle verbunden, und das Codemuster wird danach erst auf der
Scheibe erzeugt. Dies wird möglich durch die erfindungsgemäße Erzeugung des Codemusters mittels Laserstrahl. Damit
vermeidet man die Behandlung der Codescheibe in fotografischen bzw. galvanischen Bädern, die bei der gelagerten
Welle zumindest problematisch, wenn nicht völlig unmöglich wäre.
In einfachster Weise kann zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Welle mit der Codierscheibe mit
einer Winkelmeßeinrichtung verbunden und vor jeder Betätigung der Laserstrahlkanone in eine vorgegebene Winkelstellung
gebracht werden. In weiterer Ausgestaltung dieses Verfahrens kann der Laserstrahl mit einer bestimmten
Taktfrequenz geschaltet und die die Codescheibe tragende Welle mit einem in Abhängigkeit von der Taktfrequenz
gesteuerten Motor angetrieben werden. Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, mit der Welle eine
vpA 80 P 2 4 1 0 DE
Muster-Codescheibe zu koppeln, deren Codemuster abzutasten
und die Laserstrahlkanone in Abhängigkeit von dem abgetasteten Codemuster zu betätigen.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt.
Fig. 1 eine Anordnung zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Codescheibe mit einer Winkelstellungsvorrichtung,
Fig. 2 eine Weiterbildung von Fig. 1 mit einer Taktsteuerung
für den Antrieb der Codescheibe und den Betrieb der Laserstrahlkanone,
Fig. 3 die Herstellung einer Codescheibe mit Abtastung einer Muster-Codescheibe.
.
In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung zur Erzeugung einer Codierung einer Codescheibe gezeigt. Die Codescheibe 1 ist dabei mit einer lichtundurchlässigen Schicht
überzogen. Es handelt sich beispielsweise um eine mit Nickel bedampfte Glasscheibe. Auf dieser Codescheibe 1
soll das Codemuster 9 durch partielles Entfernen der nicht weiter dargestellten lichtundurchlässigen Schicht
erzeugt werden, und diese Codierung soll genau zentrisch zur späteren Drehachse der Codescheibe angeordnet sein.
Zu diesem Zweck wird die Codescheibe 1 zunächst ohne besondere Genauigkeit auf der Welle 2 montiert, deren Lagerung
3 nur angedeutet ist. Nun wird diese Welle 2 mit der Scheibe 1 über eine Kupplung 4 mit einer hochauflösenden
Winkelmeßeinrichtung 5 verbunden. Diese Winkelmeßeinrichtung kann über eine Einstellvorrichtung 6 genau
auf bestimmte Winkelstellungen eingestellt werden, die jeweilige Winkelstellung wird über eine Abtasteinrichtung
7 gemessen. .
Die Codierung der Codescheibe 1 erfolgt über eine Laser-
- >Γ- VPA 80Ρ 241 0OE
Strahlkanone 8, welche in geeigneter Weise über der Codescheibe
angeordnet ist. Mit dem von ihr erzeugten Laserstrahl können Codespuren 9 in die lichtundurchlässige
Schicht der Codescheibe 1 eingebrannt werden. Um beispielsweise
einen Strich zu erzeugen, kann die Laserstrahlkanone mit einer geeigneten Verstellvorrichtung
verschoben werden. Anstelle des schematisch dargestellten Gewindevorschubs kann natürlich jede andere Verstelleinrichtung
verwendet werden.
Über eine Sollwerteingabe 11 kann beispielsweise eine beliebige Winkelstellung gewählt werden, an der eine Codespur erzeugt werden soll. Dieser Sollwert wird mit der
von der'Abtasteinrichtung 7 gelieferten tatsächlichen Winkelstellung in der Vergleichseinrichtung 12 verglichen.
Stimmt die gemessene Winkelstellung mit dem Sollwert überein, so wird über eine Schalteinrichtung 13 die Laserstrahlkanone in Betrieb genommen. Dieser Schalter 13 kann
beispielsweise ein monostabiler Schalter sein, der die Laserstrahlkanone für eine bestimmte vorgegebene Zeit
einschaltet. Von dem Schalter 13 aus kann auch die Längsverstelleinrichtung
10 gesteuert werden.
Die Einstellvorrichtung 6 kann beispielsweise von Hand
betätigt werden. Sie kann aber auch als Motor ausgebildet sein, welcher in Abhängigkeit von der Vergleichseinrichtung
12 solange läuft, bis der eingestellte Sollwert erreicht ist. In der Praxis wird zweckmäßigerweise der
Sollwert Schritt für Schritt erhöht. Damit wird die Winkelmeßeinrichtung
5 und mit ihr die Codescheibe 1 jeweils um eine Winkelstellung weitergedreht. Bei jeder Winkelstellung
kann dann ein Codestrich in die Codescheibe 1 eingebrannt werden.
Die Fig. 2 stellt eine Weiterentwicklung der Anordnung
VPA 80 P 2 4 1 0 DE
von Fig. 1 dar. Anstelle der Winkelmeßvorrichtung ist ein Motor 14 vorgesehen, der unmittelbar über die Kupplung 4
an die Welle 2 und die Codescheibe 1 angekoppelt ist. Ein Taktgenerator 15 betreibt die Laserstrahlkanone 8 mit Impulsen,
während die Codescheibe 1 vom selben Taktgenerator
gesteuert wird. Der Motor 14 kann ein sehr gleichmäßig laufender Synchronmotor oder ein Schrittmotor sein.
Zur Bestimmung der Motordrehzahl wird dessen Erregerfrequenz von der Laserstrahltaktfrequenz über einen Frequenzteiler
16 abgeleitet. Durch Änderung des Teilungsverhältnisses für die Erregerfrequenz des Motors können unterschiedliche
Teilungen auf der Codescheibe 1 erzeugt werden.
Eine weitere Anordnung zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeigt Fig. 3. Auch in diesem Fall ist die-Codescheibe
1 mit einer Welle 2 verbunden. Die Welle 2 ist in diesem Fall über die Kupplung 4 mit einer Muster-Codescheibe
21 verbunden, welche mit einem Motor 22 angetrieben wird.
·.
Über eine nicht weiter dargestellte Abtasteinrichtung wird
das Codemuster in Einzelspuren abgetastet und in Form eines
Bitmusters an eine Steuereinrichtung 23 für die Laserstrahlkanone 8 weitergegeben. Damit wird der Laserstrahl immer
dann eingeschaltet, wenn auf der Muster-Codescheibe eine lichtdurchlässige Stelle vorhanden ist. Das Codemuster der
Muster-Codeseheibe wird also genau kopiert. Der Motor 22 kann in diesem Fall in seiner Drehzahl variabel sein* Mit
einer drehzahlabhängigen Verstelleinrichtung 24 (schematisch als Kegelradgetriebe dargestellt) kann die Laserstrahlkanone
8 gegenüber der Drehachse der Codescheibe 1 radial verstellt werden.
4 Patentansprüche
3 Figuren
3 Figuren
Claims (4)
- ^ VPA Patentansprüche δ0 P 2 ^ 1 0 DEVerfahren zur Herstellung einer Codescheibe für optische Winkelschrittgeber bzw. Winkelcodierer, wobei lichtdurchlässige Codierspuren als Codemuster durch partielles Entfernen einer auf die Codescheibe aufgebrachten lichtundurchlässigen Schicht erzeugt werden und wobei das auf der Codescheibe erzeugte Muster exakt zu einer die Codescheibe tragenden Welle zentriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die mit der lichtdurchlässigen Schicht versehene Codescheibe (1) mit der gelagerten Welle (2) verbunden wird und daß dann mittels eines Laserstrahlsenders (8) das Codemuster (9) in die lichtundurchlässige Schicht eingebrannt wird, wobei der Laserstrahlsen- der (8) jeweils über eine Winkelschrittsteuerung (5, 14, 22) relativ zur Codescheibe (1) positioniert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die die Codierscheibe (1) tragende Welle (2) mit einer Winkelmeßeinrichtung (5) verbunden und vor jeder Betätigung des Laserstrahlsenders (8) in eine vorgegebene Winkelstellung gebracht wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl mit einer bestimmten Taktfrequenz (15) geschaltet und die die Codescheibe(1) tragende Welle (2) mit einem in Abhängigkeit von der Taktfrequenz gesteuerten Motor (14) angetrieben wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß mit der Welle (1) eine Muster-Codescheibe (21) konzentrisch gekoppelt wird und daß deren .Codemuster über eine Abtasteinrichtung in Form von Steuersignalen für den Laserstrahlsender (8) umgesetzt wird.
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