DE3427067A1 - Hochaufloesendes optisches laengenmessverfahren mit codiertem absolutmassstab zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• Hochauflösendes optisches Längenmeßverfahren mit codiertem
• Absolutmaßstab zur Durchführung des Verfahrens Abwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Längenmeßverfahren zur absoluten Wegmessung und Positionierung z. B. im allgemeinen Maschinen- und Gerätebau, besonders unter den Bedigukgen der automatisierten Produktion.
• Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind Meßverfahren zur absoluten Längenmessung bekannt, bei denen der Maßstab senkrecht zur Meßrichtung abgetastet wird. Bei diesen Verfahren enthalten die AbsolutmaßstZbe mehrere in Meßrichtung nebeneinander angeordnete Codespuren (Trumpold, H.: Längenpruftechnik - Eine Einfuhrung, 1. Auflage, VEB Fachbuchverlag Leipzig 1980).
• Nachteilig wirkt sich aus, daB bei diesen Verfahren der Auflösung Grenzen durch die technologische Eerstellung des Maßstabes gesetzt sind und die Anzahl der Codespuren mit zunehmender Meßlänge steigt. Die Auflösung entspricht somit dem kleinsten realisierbaren Abstand der Strichmarkierungen. Weiterhin sind Absolutmaßstäbe bekannt, bei denen die Positionsinformation in mehreren in Meßriohtung nebeneinander angeordneten Codepsuren enthalten ist und diese Spuren rechtwinklig zur Meßrichtung abgetastet werden. Dabei nimmt die Anzahl der Codespuren mit steigender MeiSlänge und Auflösung zu. Hierbei ist die Auflösung vom kleinsten realisierbaren Abstand der Striohmarkierungen abhängig.
• Ziel der Erfindung Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren und eine Einrichtung zu absoluten L&ngenmessung zu schaffen, mit der eine Verringerung der notwendigen Codespuren bei gleichzeitiger Verbesserung der Auflösung und geringeren Genauigkeitsanforderungen an den Maßstab erreicht wird.
• Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein Längenmeßverfahren zu entwickeln, mit welchem es möglich wird, höhere Auflösungen zu erzielen, als bei bisher bekannten Verfahren. Gleichzeitig soll mit geringeren Genauigkeitsanforderungen an den maßstab ausgekonen werden als bisher.
• Erfindungsgemäß wird das dadurch erreioht, daß dabei ein seriell codierter Absolutmaßstab längs in Meßrichtung so auf einen optoelektronischen Zeilensensor projiziert wird, daß mindestens ein Maßstabsstrich und eine Strichcodierung vollständig abgebildet werden. Das projizierte Bild wird im optoelektronisohen Zeilensensor in elektrische Signale gewandelt, die einer logischen Schaltung zugeführt werden.
• Dort wird dieses elektrische Signal so weiterverarbeitet, daB aus der Strichcodierung die absolute Position des zugehörigen Maßstabsstriches und aus der Zuordnung dieses Maßstabsstriches und eines Zeilensensorelementes die Feinposition ermittelt wird. Damit entsteht in der logischen Schaltung aus der absoluten Position und Feinposition das Meßergebnis. Dieses Meßergebnis kann durch abgespeicherte, gegebenenfalls in der Strichcodierung enthaltene Information korrigiert werden.
• Zur Dur¢h£Whrung des Verfahrens wird dabei ein seriell cow dierter Absolutmaßstab verwendet, dessen Besonderheit darin besteht, daß sich zwischen den Maßstabsstrichen in ädeßc richtung eine Strichcodierung befindet, die die Information Uber die absolute Lage des Maßstabsstriches auf dem serie 11 codierten Absolutmaßstab enthält. Dabei kann der Maßstabsetrich Bestandteil der Strichcodierung selbst sein.
• Durch eine geeignete Wahl der Strichcodierung wird eine sichere Fehlererkennung ermöglicht.
• Ist der seriell codierte Absolutmaßstab kreisbogenförmig ausgebildet, kann bei bekanntem Radius aus der gewonnenen Information der Winkelwert bestimmt werden.
• Au sfubrungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
• Die auf dem Absolutmaßetab 1 seriell angeordneten Maßstabsstriche 2 und Striohcodierungen 3 werden Uber eine Optik 5 in Meßrichtung 7 abgetastet und auf einem optoelektronischen Zeilensensor 4 so abgebildet, daß mindestens ein Maßstabsstrich 2 und eine Strichcodierung 3 erfaßt werden.
• Dabei beinhaltet die Strichcodierung 3 die vollständige Information der Lageposition des zugehörigen Maßstabsstriches und zusätzliche Informationen, die eine lesefehlererkennung und eventuelle Fehlerkorrektur ermöglichen. Der optoelektronisohe Zeilensensor 4 ist mit einer logischen Schaltung 6 verbunden, die aus der elektrischen Information des Zeilensensors das Meßergebnis bildet. Im konkreten Bei spiel wurde eine CCD-Zeile mit einem Mikrorechner verbunden, der die Funktion der logischen Schaltung realisiert.
• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - seriell codierter Absolutmaßstab 2 - MaBstabsstrich 3 - Strichcodierung 4 - Zeilensensor 5 - Optik 6 - logische Schaltung 7 - Meßrichtung - Leerseite -

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Hochauflösendes optisches Längenmeßverfahren mit codiertem Absolutmaßstab zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung eines an sich bekannten elektronischen Abtastsystems, z. B. eines optoelektronischen Zeilensensors, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Abtastung eines seriell codierten Absolutmaßstabes (1) in Meßrichtung (7), längs zum Absolutmaßstab (1), erfolgt, wobei mindestens ein Maßstabsstrioh (2) und eine Strichcodierung (3) vollständig erfaßt und aus der Zuordnung von Maßstabsstrich (2) und Zeilensensorelement die Feinposition und aus der Strichcodierung die absolute Position dber eine logische Schaltung (6) gewonnen wird.
2. 2. Codierter Absolutmaßstab zur Dur¢hfuhrung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Maßstabsstrichen (2) eine Strichcodierung (3) aageordnet ist, wobei die Strichcodierung (3) die Positionsinformation des zugehörigen Maßstabsstriches sowie zusätzliche Informationen beinhaltet.
3. 3. Codierter Absolutmaßstab nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Absolutmaßstab (1) auf einem Kreisbogen angeordnet ist.