DE3490549T1

DE3490549T1 - Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät

Info

Publication number: DE3490549T1
Application number: DE19843490549
Authority: DE
Inventors: Ryou Kawasaki Kanagawa Nagai; Etsuo Nagashima; Hitoshi Sakamoto
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-12-02
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1985-12-12
Also published as: GB2163253A; GB8519257D0; US4717824A; GB2163253B; WO1985002459A1; JPS60120217A

Description

₃ 349Ό5Α9

Beschreibung

Photoelektrisches Verschiebungsermittlungs-

gerät

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf ein photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät und speziell auf Verbesserungen in einem solchen photoelektrischen Verschiebungsermittlungsgerät enthaltend:

eine darauf angebrachte Hauptskala mit einer Längenmeßschlitzreihe mit regelmäßiger Teilung; eine Indexskala darauf mit einer Längenmeß-Torschlitzreihe gleicher Teilung wie die Längenmeßschlitzreihe auf der Hauptskala, die parallel zur Richtung der Schlitzreihe angeordnet und gegenüber der Hauptskala beweglich ist und

einen photoelektrischen Längenmeßwandler zum Aufnehmen von durch die Hauptskala und die Indexskala scheinenden oder davon reflektierten Lichts und zum Erzeugen eines Längenmeßsignals der Anzahl der wiederholten hellen und dunklen Bereiche des Lichts, die durch die Wiederholungen von Überlappungen entsprechender Schlitze während einer Relativbewegung zwischen der Hauptskala und der Indexskala erzeugt werden.

Stand der Technik

Die photoelektrischen Verschiebungsermittlungsein-

richtungen der genannten Art werden in vielen Bereichen eingesetzt, weil Verschiebungen berührungsfrei an dem zu messenden Objekt und mit hoher Genauigkeit ermit-

■ telt werden können. Da jedoch eine solche Funktionsdb

kurve, wonach die Detektionssignale die Steigerungen und Verminderungen über der Längenmeßrichtung wiederholen, gezogen wird, ist der physikalische at.svlute

j Ursprung nur für dieses Signal unklar, selbst wenn ein Detektionssignal in digitale Form umgesetzt und digital angezeigt wird. Als Folge davon wurde eine weitere Vorrichtung notwendig, um den absoluten Ur-

c sprung zu bestimmen.

Als Maßnahmen zum Spezifizieren des absoluten Ursprungs in den photoelektrischen Verschiebungsermittlungsgeräten der beschriebenen Art ist eine ._n weiter unten dargestellt.

Zunächst gibt es ein Verfahren zum zwangsweisen Nullsetzen eines angezeigten Wertes eines Digitalanzeigers, der einen Zähler und dgl. einschließt,

._ wenn die Hauptskala und die Indexskala in einer gelb

wünschten gegenseitigen Lage sind.

Dieses Verfahren ist einfach, jedoch ist es in manchen Fällen schwierig, den absoluten Ursprung mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von ym

zu bestimmen.

Weiterhin, wenn der Strom während der Messung ausgeschaltet wird, dann ist eine Wiederholung der

_n_ Nullstellungsarbeit notwendig und weiterhin hat b

sich ein solcher Nachteil gezeigt, daß selbst, wenn die erneuerte Nullstellung ausgeführt ist, es schwierig ist, einen solchen Ursprung mit dem vorangehend einestellten Ursprung absolut deckungsgleich _ zu machen.

Es gibt weiterhin ein Verfahren, bei dem auf der Hauptskala Bezugsmarkierungen parallel zu der Längen meßschlitzreihe separat zu dieser angeordnet sind,

und auf der Indexskala sind Markierungen angebracht, 35

die jenen zugeordnet sind, um die Bezugsmarkierungen

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—ο-Ι separat von der Längenmeßtorschlitzreihe zu ermitteln, wodurch die Bezugsmarkierung durch ihre zugehörige Markierung ermittelt wird und die so ermittelte Position zum absoluten Ursprung gemacht wird. 5

Der absolute Ursprung ist durch dieses Verfahren genau erhältlich. Es sind jedoch eine Mehrzahl von Bezugsmarkierungen längs der Längenmeßschlitzreihe angeordnet und während der augenblicklichen Messung wird eine zugehörige Markierung der Indexskala einer aus der Vielzahl der Bezugsmarkierungen überlagert ,wodurch die Bezugsmarkierung abgelesen werden soll, um einen absoluten Ursprung einzustellen. Als Folge davon wird es notwendig, Tätigkeiten auszuführen, eine Bezugsmarkierung aus der Vielzahl von Bezugsmarkierungen zu spezifizieren, wodurch der Nachteil erwächst, daß der absolute Ursprung nicht einfach und schnell eingestellt werden kann.

Eine weitere Maßnahme ist ein Verfahren, das in der JP-OS 406845/1983 beschrieben ist, wonach eine Vielzahl von Bezugsmarkierungen auf der Hauptskala parallel zu der Längemeßschlitzreihe vorgesehen ist. Bezugsmarkierungswählschalter sind längs der Hauptskala verschiebbar. Einer der Bezugsmarkierungswählschalter ist zuvor auf einer Position befestigt, der einer gewünschten Bezugs:narkierung zugeordnet ist. Wenn die zugehörige Markierung auf der Indexskala eine Bezugsmarkierung ermittelt und simultan dazu der Bezugsmarkierungswählschalter betätigt wird, dann wird die Bezugsmarkierung als der absolute Ursprung gesetzt.

Selbst bei diesem Verfahren ist es jedoch notwendig, Tätigkeiten der Beurteilung auszuführen, welche

6 :^: " 3450549 -Jr-

Bezugsmarkierung für eine Position, wo der Bezugsmarkierungswählschalter anzuordnen ist, auszuwählen ist oder welcher Bezugsmarkierungswählschalter von der Vielzahl zugeordneter Markierungswählschalter verwendet werden soll. Dieses Verfahren ist insofern nachteilig, als der absolute Ursprung nicht automatisch und schnell eingestellt werden kann.

Weiterhin haben die obenerwähnten Bezugsmarkierungswählschalter den Nachteil, daß die Verschiebungsermittlungseinrichtung selbst sehr lang und großvolumig wird und darüberhinaus die Herstellungskosten steigen. Die vorliegende Erfindung ist dazu entwickelt worden, die obenbeschriebenen Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine photoelektrische Verschiebungsermittlungseinrichtung anzugeben, bei der ein absoluter Ursprung einfach, schnell und automatisch eingestellt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine photoelektrische Verschiebungsermittlungseinrichtung anzugeben, bei der der absolute Ursprung zuverlässig eingestellt und ohne Steigerung des Gewichts und der Länge der Vorrichtung und ohne Erhöhung von Kosten ermittelt werden kann.

Beschreibung der Erfindung

Zu diesem Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß in einer photoelektrischen Verschiebungsermittlungseinrichtung, enthaltend:

eine Hauptskala darauf, die mit einer Längenmeßschlitzreihe regelmäßiger Teilung versehen ist; eine Indexskala, die darauf angeordnet ist, mit einer Lan-

genmeß-Torschlitzreihe gleicher Teilung wie die Längenmeßschlitzreihe der Hauptskala und die so angeordnet ist, daß sie parallel zur Richtung der Schlitzreihe und relativ zur Hauptskala beweglich ist; und einen photoelektrischen Längenmeföwandler zum Aufnehmen von Licht, das durch die Hauptskala und die Indexskala fällt oder davon reflektiert wird und der ein Längenmeßsignal der Anzahl der wiederholten hellen und dunklen Abschnitte des Lichts bildet, die durch die Wiederholungen von Überlappungen der entsprechenden Schlitze während der Relativbewegung zwischen der Hauptskala und der Indexskala erzeugt werden; die Vorrichtung weiterhin enthält:

Bezugsmarkierungen, die auf der Hauptskala in Richtung der Längenmeßschlitzreihe in geeigneten Abschnitten vorhanden sind;

eine Markierungsdetektoreinrichtung auf der Indexskala zur Ermittlung der Bezugsmarkierungen;

Identifikationsmarkierungen, die in Zwischenräumen zwischen den Bezugsmarkierungen angeordnet sind, um die Zwischenräume zu identifizieren; 25

eine Identifikationsmarkierungs-Leseeinrichtung, die in Abhängigkeit von einem Detektorsignal von der Markierungsdetektoreinrichtung betätigt wird, um die Identifikationsmarkierung zu lesen;

eine Identifikationsmarkierungsermittlungseinrichtung zum Vergleichen der Identifikationsmarkierung, die von der Identifikationsmarkierungs-Leseeinrichtung gelesen worden ist, mit einer Identifikationsmarkierung, die von einer Markierungswähleinstelleinrichtung vorgegeben wird, um zu ermitteln, ob beide Identifikationsmarkierungen miteinander übereinstimmen oder nicht

-45-
und zum Ausgeben eines Koinzidenzsignals; und

eine Ursprungseinstelleinrichtung, um die Position der ermittelten Bezugsmarkierung zu dem Längenmeßursprung zu machen, wenn das Koinzidenzsignal von der Identifikationsmarkierungsermittlungseinrichtung und das Markierungsdetektorsignal von der Markierungsdetektoreinrichtung unmittelbar nach dem Eingang des Koinzidenzsignals auftreten. Zu dem obigen Ziel sieht die Erfindung vor, daß die Bezugsmarkierungen parallel zur Längenmeßschlitzreihe angeordnet sind und daß die Identifikationsmarkierungen in voneinander verschiedenen Mustern zwischen den Bezugsmarkierungen angeordnet sind.

Zu dem obigen Ziel sieht die Erfindung vor, daß die Identifikationsmarkierungen von Identifikationsschlitzreihen gebildet werden, die voneinander verschiedene Schlitzanzahlen aufweisen und in entsprechenden Zwischenräumen und benachbart zu den Bezugsmärkierungen liegen, und daß die Identifikationsleseeinrichtung Leseschlitze enthält, die auf der Indexskala gegenüber den Schlitzen der Identifikationsschlitzreihen angeordnet sind, und daß ein photoelektrischer Lesewandler vorgesehen ist, der ein Markierungsidentifikationssignal auf der Grundlage der Anzahl der Wiederholungen der hellen und dunklen Bereiche des empfangenen Lichts abgibt, die durch die Wiederholungen der Überlappungen zwischen den Leseschlitzen und den Identifikationsschlitzreihen erzeugt werden.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die Anzahl der Schlitze der Identifikationsschlitzreihen zwischen den entsprechenden Bezugsmarkierungen an Positionen symmetrisch zueinander in den Richtungen der gegenüberliegenden Enden der Hauptskala von im wesentlichen der Mitte der Hauptskala einander gleichgemacht werden.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daft die Identifikationsmarkierungen in den entsprechenden Zwischenräumen angeordnet sind und benachbart den Bezugsmarkierungen nur zu einer Seite derselben liegen.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die Ursprungseinstelleinrichtung den Ursprung derart einstellt, daß ein Zähler zum Zählen von Signalen, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler ausgegeben werden, auf Null gestellt wird.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß in einer photoelektrischen Verschiebungsermittlungseinrichtung enthaltend:

eine Hauptskala, die mit einer Längenmeßschlitzreihe regelmäßiger Teilung darauf angeordnet ist; eine Indexskala darauf angeordnet mit einer Längenmeß-Torschlitzreihe gleicher Teilung wie die der Längenmeßschlitzreihe der Hauptskala, wobei die Indexskala parallel zur Richtung der Schlitzreihe verläuft und relativ zur Hauptskala verschiebbar ist; und einen photoelektrischen Längenmeßwandler zum Aufnehmen von Licht, das durch die Hauptskala und die Indexskala fällt oder davon reflektiert wird und zum Erzeugen eines Längenmeßsignals der Anzahl von wiederholten hellen und dunklen Abschnitten des Lichts, die durch die Wiederholungen von Überlappungen der entsprechenden Schlitze während der Relativbewegung zwischen der Hauptskala und der Indexskala erzeugt werden; eine Mehrzahl von Bezugspositionsermittiungsabschnittensind in mehreren Zwischenabschnitten der Längenmeßschlitzreihe in unregelmäßigen Abständen angeordnet, die langer als die Längenrneß-Torschlitzreihe sind, wobei jeder dieser Abschnitte eine Länge aufweist, die kürzer als die Längenmeß-Torschlitzreihe ist und die Länge eines jeden der Bereiche innerhalb eines

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solchen Längenbereiches liegt, daß eine Änderung in der Lichtmenge zu dem photoelektrischen Längenmeßwandler nicht die Meßgenauigkeit beeinträchtigt, und die Längenmeßschlitze in den Abschnitten fehlen, wo die Bereiehe vorgesehen sind, wodurch die Längenmeßschlitzreihe abgebrochen und in die Längenmeßschlitzgruppen geteilt ist, die voneinander verschiedene Schlitzanzahlen haben, und wobei die Vorrichtung enthält:

Bezugsmarkierungen, die auf den Bezugspositionsermittlungsabschnitten ausgebildet sind;

eine Markierungsdetektoreinrichtung auf der Indexskala zum Ermitteln der Bezugsmarkierungen;

eine Schlitzgruppenleseeinrichtung, die in Antwort auf ein Detektorsignal der Markierungsdetektoreinrichtung betätigt wird, um die Anzahl der Schlitze der Längenmeßgruppen zu lesen;

eine Längenmeßschlitzgruppen-Ermittlungseinrichtung zum Vergleichen der Anzahl der Schlitze, die von der Schlitzgruppen-Leseeinrichtung gelesen worden ist, mit der Anzahl der Schlitze, die durch eine Schlitzgruppenwähleinstelleinrichtung vorgegeben ist, um zu ermitteln, ob beide Schlitzanzahlen miteinander übereinstimmen oder nicht, und zum Ausgeben eines Koinzidenzsignals; und

eine Ursprungseinstelleinrichtung, mit der die Position der ermittelten Bezugsmarkierung zu dem Längenmeßursprung gemacht wird aufgrund des Koinzidenzsignals von der Längenmeßschlitzgruppenermittlungseinrichtung und des Markierungsdetektorsignals von der Markierungsdetektoreinrichtung unmittelbar nach der Eingabe des Koinzidenzsignals.

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-nt-

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die Markierungsdetektoreinrichtung von den Detektormarkierungen gebildet wird, die in der Form den
Bezugsmarkierungen zugeordnet sind, und von einem photoelektrischen Wandler zum Ermitteln einer Überlappung
dieser Detektormarkierung und der Bezugsmarkierung.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die Bezugsmarkierungen in Schlitze wahlfreier Muster gestaltet sind und daß die Detektormarkierungen der Markierungsdetektoreinrichtung in Bezugstorschlitze gestaltet sind, die aus Schlitzen willkürlicher Muster bestehen, die den Bezugsmarkierungen zugeordnet sind.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die Bezugsmarkierungen aus nichtgeschlitzten
Bereichen gebildet sind, die wenigstens auf gegenüberliegenden Seiten der Längenmeßschlitzgruppen angeordnet sind.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die Schlitzgruppenleseeinrichtung ein Längenmeßzähler zum Zählen von Längenmeßsignalen ist, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler ausgegeben werden.

eine Hauptskala mit einer Längenmeßschlitzreihe
regelmäßiger Teilung darauf;

eine Indexskala darauf mit einer Längenmeß-Torschlitzreihe gleicher Teilung wie jene der Längenmeßschlitzreihe auf der Hauptskala und die parallel zu der Richtung der Schlitzreihe angeordnet und gegenüber der

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Hauptskala beweglich ist; und einen photoelektrischen Längenmeßwandler zum Aufnehmen von Licht, das durch die Hauptskala und die Indexskala fällt oder davon reflektiert wird und zum Erzeugen eines Längenmeßsignals von der Anzahl der wiederholten hellen und dunklen Abschnitte des Lichts, die von den Wiederholungen von Überlappungen der entsprechenden Schlitze während einer Relativbewegung zwischen der Hauptskala und der Indexskala erzeugt werden; die Vorrichtung enthält weiterhin:

eine Mehrzahl von Bezugsmarkierungen, die auf der Hauptskala parallel zu der Längenmeßschlitzreihe in unregelmäßigen Teilungen angeordnet sind; eine Markierungsdetektoreinrichtung auf der Indexskala zum Ermitteln der Bezugsmarkierungen; eine Schlitzzähleinrichtung, die in Antwort auf ein Detektorsignal von der Markierungsdetektoreinrichtung betätigt wird, um die Anzahl der Schlitze der Längenmeßschlitzgruppen zwischen der Bezugsmarkierung und der nachfolgenden Bezugsmarkierung zu zählen, wenn die Längenmeßschlitze zwischen den Bezugsmarkierungen in die genannten Längenmeßschlitzgruppen geformt sind; eine Identifikationsmarkierungs-Ermittlungseinrichtung zum Vergleichen der Anzahl der Schlitze, die von der Schlitzzähleinrichtung gezählt worden ist, mit der Anzahl der Schlitze, die von einer Bezugsmarkierungswähleinstelleinrichtung vorgegeben ist, um zu ermitteln, ob die beiden Schlitzanzahlen miteinander übereinstimmen, und um ein Koinzidenzsignal abzugeben; und eine Ursprungseinstelleinrichtung, um die Position der ermittelten Bezugsmarkierung zu dem Längenmeßursprung zu machen unter der Bedingung des Koinzidenzsignals von der Identifikationsmarkierungsermittlungseinrichtung und des Markierungsdetektorsignals von der Markierungsdetektoreinrichtung unmittelbar nach der Eingabe des vorerwähnten Koinzidenzsignals.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung

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vor, daß die Schlitzzähleinrichtung ein Längenmeßzähler zum Zählen von Längenmeßsignalen ist, die von dem Längenmeßwandler ausgegeben werden.

Zu dem obigen Ziel sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die Schlitzzähleinrichtung ein Hilfszähler ist, der separat von dem Längenmeßzähler gebildet ist, um die Längenmeßsignale zu zählen, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler abgegeben werden. 10

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die wesentlichen Teile eines photoelektrischen Wandlers nach der vorliegenden Erfindung im auseinandergenommenen Zustand;

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, teilweise im Schnitt, zeigend die obige Ausführungsform;

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der obigen Ausführungsform;

Fig. 4 ist ein Diagramm von Signalformen, die man mit der beschriebenen Ausführungsform erhält; 25

Fig. 5(A) ist eine Draufsicht auf andere Muster von Bezugsmarkierungen, des Bezugstorschlitzes der Identifikationsschlitzreihe und den Leseschlitz in der obigen Ausführungsform;
30

Fig. 5(B) ist ein Diagramm der Signalform, die man mit den genannten anderen Mustern erhält;

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die wesentlichen Tei-Ie einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im auseinandergenommenen Zustand;

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild ähnlich dem nach Fig. 2, zeigend die zweite Ausführungsform;

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf die wesentlichen Teile einer dritten Ausführungsform der Erfindung im auseinandergenommenen Zustand und

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 2, zeigend die dritte Ausführungsform der Erfindung. 10

Beste Art zur Ausführung der Erfindung

Eine Beschreibung wird nachfolgend von der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben.

Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist in einem photoelektrischen Verschiebungsermittlungsgerät vorgesehen: eine Hauptskala 10, die darauf eine Längenmeßschlitzreihe 12 mit regelmäßiger Teilung aufweist; eine Indexskala 16 mit einer Längenmeßtorschlitzteilung 14 gleicher Teilung wie> die der Langenmeßschlitzreihe der Hauptskala 10 darauf, die parallel zur Richtung der Schlitzreihe angeordnet und relativ zur Hauptskala 10 beweglich ist; und einen photoelektrischen Längenmeßwandler 18 zur Aufnahme von durch die Hauptskala und die Indexskala 16 durchscheinenden oder davon reflektierten Lichtes und zum Erzeugen eines Längenmeßsignals der Anzahl der wiederholten Hell- und Dunkelabschnitte des von den Wiederholungen der Überlappungen der entsprechenden Schlitze während der Relativbewegung der Indexskala 16 gegenüber der Hauptskala 10; das Gerät enthält weiter: eine Mehrzahl von Bezugsmarkierungen 20 (2OA,2OB,2OC...), die an der Hauptskala 10 in Richtung der Längenmeßschlitzreihe 12 in geeigneten Intervallen angeordnet sind;

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Markierungsdetektoreinrichtungen 22 auf der Indexskala 16 zum Ermitteln der Bezugsmarkierungen 20; Identifikationsmarkierungen 26, die in Abständen 24 (24A, 24b, 24C ...) zwischen den Bezugsmarkierungen 20 angeordnet sind, um die Abstände 24 zu identifizieren;

Identifiktionsmarkierungsleseeinrichtungen 28, die in Abhängigkeit von einem Detektorsignal von der Markierungsdetektoreinrichtung 22 betätigt werden, um die Identifikationsmarkierung 26 zu lesen;

eine Identifikationsmarkierungsermittlungseinrichtung 32, zum Vergleichen der Identifikationsmarkierung 26, die von dieser Identifikationsmarkierungsleseeinrichtung 28 ausgelesen worden ist, mit einer durch eine Markierungsauswahleinstellvorrichtung 30 voreingestellten Identifikationsmarkierung, um zu ermitteln, ob die beiden Identifikationsmarkierungen miteinander koinzidieren oder nicht und um gegebenenfalls ein Koinzidenzsignal abzugeben; und

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eine Ursprungseinstelleinrichtung 2H zum Bewirken, daß die Position der ermittelten Bezugsmarkierung der Längenmeßursprung ist unter der Bedingung dieses Koinzidenzsignals von der Identifiktionsmarkierungermittlungseinrichtung 32 und des Markierungsdetektorsignals von der Markierungsdetektoreinrichtung 22 unmittelbar nach dem Eingang des vorerwähnten Koinzidenzsignals.

Die Bezugsmarkierungen 20 sind parallel zu der Längenmeßschlitzreihe 12 angeordnet und die Identifikationsmarkierungen 26 sind in Mustern angeordnet, die sich voneinander zwischen diesen Bezugsmarkierungen 20

unterscheiden. Speziell sind die Identifikations-15

markierungen 26 durch Identifikationsschlitzreihen 26a, 26b und 26C ... voneinander unterschiedlicher Schlitzzahlen gebildet, die benachbarte Bezugsmarkierungen 2OA, 2OB und 2OC und in den entsprechenden Zwischenräumen 24A, 24B und 24C ... angeordnet sind, und die Identifikationsmarkierungsleseeinrichtung 28 enthält einen Leseschlitz 36, der

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den Identifikationsschlitzreihen 26A, 26B und 26C zugeordnet ist und einen photoelektrischen Lesewandler 38 zum Ausgeben eines Markierungsidentifikationssignals auf der Grundlage der Anzahl der Wiederholungen von Hell- und Dunkelbereichen des empfangenen Lichts, die durch die Wiederholungen von Überlappungen dieses Leseschlitzes 36 mit den Identifikationsschlitzen 26A, 26B und 26C ... gebildet werden.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Bezugsmarkierungen nach oben auf der Längenmeßschlitzreihe 12 der Hauptskala 10 und parallel zu der Längenmeßschlitzreihe 12 und in regelmäßigen Intervallen angeordnet.

Darüberhinaus betragen die Identifikationsschlitzreihen 26A, 26B und 26C ungefähr die Hälfte die

Länge der Bezugsmarkierungen 20. In dem Zwischenraum 2MA zwischen der Bezugsmarkierung 2OA am linken ^ΛΚ} Ende und der Bezugsmarkierung 2OB rechts von der Bezugsmarkierung 2OA ist eine Teilung der Identifikationsschlitzreihe 26A anstoßend an die rechte Seite der Bezugsmrkierung 2OA ausgebildet und weiterhin sind zwei Teilungen der Identifiktionsschlitzreihe 26A anstoßend an die linke Seite der Bezugsmarkierung 2OB angeordnet, so daß insgesamt drei Teilungen gebildet werden.

Darüberhinaus enthält gemäß Fig. 1 die Identifi- ^O kationsschlitzreihe 26B im Zwischenraum 24B zwi sehen der zweiten Bezugsmarkierung 2OB von links und der dritten Bezugsmarkierung 2OC rechts benachbart der Bezugsmarkierung 2OB zwei Teilungen, die anstoßend an die rechte Seite der Bezugsmarkierung 2OB angeordnet sind, wie gezeigt, und zwei

Teilungen, die anstoßend an die linke Seite der Bezugsmarkierung 2OC angeordnet sind, so daß insgesamt vier Teilungen gebildet werden.

Auf diese Weise hat die Identifikationsschlitzreihe 26C im Zwischenraum 2¹JC insgesamt fünf Teilungen und die Identifikationsschlitzreihe 26D im Zwischenraum 2¹ID insgesamt sechs Teilungen.

Die Markierungsdetektoreinrichtung 22 wird von einem Bezugstorschlitz 23 gebildet, der eine Höhe und eine Teilung hat, die gleich der der Bezugsmarkierungen 20 ist, und weiterhin aus einem photoelektrischen Lesewandler 38 in der Identifikationsmarkie-

IB rungsleseeinrichtung 28. Darüberhinaus wird ein Leseschlitz 36 in der Identifikationsmarkierungsleseeinrichtung 28 durch Schlitze gebildet, die anstoßend an die gegenüberliegende Seite eines Standard-Torschlitzes 23 angeordnet sind, und jeder von ihnen hat eine Höhe, die gleich der des Schlitzes der Identifikationsschlitzreihe in der Identifikationsmarkierung 26 ist.

Darüberhinaus wird die Längenmeßtorschlitzreihe

von einem Paar erster und zweiter Torschlitzreihen

14A und 14b gebildet, die um eine halbe Teilung voneinander verschoben sind.

Diese ersten und zweiten Längenmeßtorschlitzreihen 14A un 14B sind getrennt voneinander in der

Richtung der Relativbewegung zwischen der Indexskala und der Hauptskala 10 angeordnet, und eine der Längenmeßtorschlitzreihen ist um eine halbe Teilung von der anderen verschoben.
35

Darüberhinaus wird der photoelektrische Längenmeßwandler 18 von ersten und zweiten photoelektrischen Längenmeßwandlern 18A und 18B gebildet, im Gegensatz zu den ersten und zweiten photoelektrisehen Längenmeßwandlern 1¹JA und 14B.

In Fig. 2 ist mit 40 eine Signalverarbeitungsstation bezeichnet, die ein analoges Eingangssignal vom ersten photoelektrischen Längenmeßwandler 18A in ein digitales Impulssignal umsetzt und jenes einem Längenmeßzähler 42 zuführt, diskriminiert, ob die Indexskala 16 sich nach rechts oder nach links in der Zeichnung bewegt, und zwar aus einer Phasendifferenz zwischen den Eingangssignalen von den ersten und zweiten photoelektrischen Längenmeßwandlern 18A und !δε, und gibt ein Plus- oder Minus-Signal zum Längenmeßzähler 42, je nach Richtung der Bewegung.

Darüberhinaus ist in Fig. 2 mit 44 eine Signalverarbeitungsstation für die Bezugsmarkierungsdetektoreinrichtung 22 bezeichnet und 46 ist ein Identifikationsmarkierungszähler, der Identifikationsmarkierungs-Leseeinrichtung 28. Wenn die Bezugsmarkierungsdetektoreinrichtung 22 die Bezugsmarkierung 20 ermittelt, dann ist die Signalverarbeitungsstation 44 dazu eingerichtet, ein Zählerlöschsignal an einen Identifikationsmarkierungszähler 46 und ein Markierungsdetektorsignal zu der Ursprungseinstellvorrichtung 34 zu liefern.

Darüberhinaus ist der Identifiktionsmarkierungszähler 46 dazu eingerichtet, die Schlitzzahl der Identifikationsschlitzreihe zu zählen, die durch die Identifikationsmarkierungsleseeinrichtung 28

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gelesen worden ist, und gibt diese Zahl an die Identifikationsmarkierungs-Bestätigungseinrichtung 32 aus. ·

In der Zeichnung ist mit 48 eine Anzeigestation bezeichnet, die dazu eingerichtet ist, eine gemessene Dimension anzuzeigen oder aufzuzeichnen entsprechend den Ausgängen des Längenmeßzählers 42, d.h. der gezählten Impulszahl.
10

Es wird nun auf die Figuren 3 und 4 Bezug genommen, um die Betriebsweise der Einrichtung zu erläutern.

Wenn zunächst in Fig. 1 die Bezugsmarkierung 2OD, die die vierte vom linken Ende ist, als absoluter Ursprung genommen wirdj dann wird die Schlitzzahl der Teilungsanzahl der Identifikationsschlitzreihe 26C durch die Markierungswähleinstellvorrichtung 30 gesetzt.

Wie Fig. 3 zeigt, liest im Schritt 101 die Identifikationsermittlungseinrichtung 32 einen Wert, der durch die Markierungswähleinstellvorrichtung 30 gegeben ist, d.h. ein Signal zum Identifizieren der Identifikationsschlitzreihe.

Wenn in diesem Zustand die Indexskala 16 in Fig. 1 gegenüber der Hauptskala 10 nach rechts bewegt wird, dann tastet der Leseschlitz 36in der Identifikationsmarkierungleseeinrichtung 28, die auf der Indexskala 16 angeordnet ist, nacheinander die Identifikationsschlitzreihen 26B, 26C und 26D ab.

Gleichzeitig tastet der Bezugstorschlitz 23, der zwischen den Leseschlitzen 36 angeordnet ist,

die Bezugsmarkierung 20B, anschließend die Bezugsmarkierung 2OC und weiterhin die Bezugsmarkierung 2OD ab.

In diesem Falle zählt der Identifikationsmarkierungszähler 46 die Anzahl der Schlitze der Identifikationsschlitzreihen 26B, 26c und 26D nacheinander auf der Basis der Anzahl der hellen und dunklen Abschnitte des von dem photoelektrischen Lesewandler 38 empfangenen Lichts. (Schritt 102). Speziell, wie Fig. 4 zeigt, wird die Anzahl von 8 Schnittpunkten der Signalwelle und des Bezugsmarkierungspegels zwischen den Bezugsmarkierungen 2OC und 2OD und die Anzahl 9 zwischen den Bezugsmarkierungen 2OD und 2OE gezählt.

Wenn weiterhin der Bezugstorschlitz 23 in der Markierungsdetektoreinrichtung 22 mit der Bezugsmarkierung 20 koinzidiert, da der Bezugstorschlitz 23 und die Bezugsmarkierung 20 eine Schlitzlänge aufweisen, die zweimal solang wie die Schlitzlänge der Identifikationsschlitzreihen 26b, 26c und 26D ist, wird der Ausgang des photoelektrischen Lesewandlers 38 größer als jener in den Identifikationsschlitzreihen, wie in Fig. 4 gezeigt, so daß die Bezugsmarkierungen 20 als unterschiedlich von den Identifikationsschlitzreihen ermittelt werden können. Wenn die Bezugsmarkierung ermittelt worden ist, dann wird ein Bezugstorsignal an den Identifikationsmarkierungszähler 46, die Identifikationsermittlungseinrichtung 32 und die Ursprungseinstelleinrichtung 34 gegeben (siehe Schritt 103).

Die Identifikationsmarkierungsermittlungseinrichtung 32 liest eine gezählte Zahl des Identifika-

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tionsmarkierungszählers 46 auf Ansteuerung durch ein Bezugstorsignal, das von der Signalverarbeitungsstation 44 eingegeben wird (Schritt 104). Wenn die so gezählte Zahl gleich einem durch die Markierungs-Wähleinstelleinrichtung 30 vorgegebenem Wert ist, dann wird von der Ursprungseinstelleinrichtung 34 ein Koinzidenzsignal (Schritt 105) ausgegeben.

Wenn ihr das Koinzidenzsignal von der Identifikationsmarkierungs-Ermittlungseinrichtung 32 und das von der Signalverarbeitungsstation 44 zum Zeitpunkt der Ermittlung der folgenden Bezugsmarkierung 26D abgegebenes Bezugstorsignal zugeführt sind, dann bewirkt diese Ursprungseinstelleinrichtung 34, daß der Längenmeßzähler 42 gelöscht wird und macht ihn zu einem absoluten Ursprung (Schritt 106)

Während der Ausgabe des Koinzidenzsignals zwischen dem voreingestellten Wert und dem gezählten Wert zur Ursprungseinstelleinrichtung 34 gibt die Ideritifikationsmarkierungs-Ermittlungseinrichtung 32 weiterhin auch das Koinzidenzsignal zu dem I'dentifikationsmarkierungszähler 46, um diesen zu löschen (Schrit 107).

Die Identifikationsmarkierungs-Ermittlungseinrichtung 32 löscht weiterhin die Zählwertanzeige, wenn der Zählwert von dem von der Markierungsauswahleinstelleinrichtung 30 vorgegebenen Wert abweicht (Schritt 108) und gibt auch ein Löschsignal an den Identifikationsmarkierungszähler 46, um diesen zu löschen (Schritt 109).

Als Folge davon zeigt die Anzeigestation 48 eine Distanz von dem absoluten Ursprung, der nach obiger Art eingestellt worden ist, an.

In dem obigen Fall wird, wie Fig. 4 zeigt, die Impulszahl gezählt, die aus den Signalen erhalten wird, die der Indentifikationsschlitzreihe 26C des Zwiadnenraums 2MC entsprechen, nachdem die Bezugsmarkierung 2OC ermittelt worden ist, wodurch die Bezugsmarkierung 2OD identifiziert wird. Wenn die indexskala 16 von rechts nach links in Fig. 1 in Bezug auf die Hauptskala 10 bewegt wird, dann wird die Bezugsmarkierung 2OD auf der Grundlage der Impulsanzahl der Identifiktionsschlitzreihe 26D ermittelt.

Wenn die Bezugsmarkierung 20 an einer weiteren Position gleich dem absoluten Ursprung gemacht wird, dann wird eine relevante Identifiktionsschlitzreihe durch die Markierungsauswahleinstelleinrichtung 30 ausgewählt und die ausgewählte wird dann von der Identifikationsmarkierungsermittlungseinrichtung 32 gelesen, so daß die Bezugsmarkierung 20, die der relevanten Identifikationsschlitzreihe benachbart ist, gleich zum absoluten Ursprung gemacht werden kann.

Wenn eine solche Anordnung getroffen ist, daß in der Markierungsauswahleinstelleinrichtung 30 ein absoluter Ursprung nachfolgend geändert und entsprechend einem vorbestimmten Programm ausgewählt werden kann, dann wird die Markierungsauswahleinstelleinrichtung 30 mit einer Steuereinrichtung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine od.dgl. als Beispiel verknüpft, wodurch der absolute Ursprung immer wieder entsprechend der Reihenfolge der Arbeitsschritte der Maschine verändert werden kann, so daß eine optimale Messung automatisch ausgeführt werden kann.

Darüberhinaus kann der absolute Ursprung schnell und einfach in Übereinstimmung mit der Gestalt und der Größe eines zu bearbeitenden Werkstücks während

der Bearbeitung geändert werden. 5

Hier sind die Identifiktionsschlitzreihen 26A, 26B und 26C ... so ausgebildet, daß die Teilung von der Seite von 26A suczessive gesteigert wird. Die Teilungszahl kann jedoch auch willkürlich vergrößert oder verkleinert werden und die vergrößerte Teilungszahl kann minimal eine Teilung sein.

Wenn nämlich die breiten und die hellen und dunklen Bereiche der Längenmeßschlitze in der Längenmeßschlitzreihe 12 und der Längenmeßschlitze in der Längenmeßtorschlitzreihe 14 beispielsweise 4 μπι gemacht werden, wie oben beschrieben, dann wird ein Analogsignal, das von dem photoelektrischen Längenmeßwandler 18 erhalten wird, in 8 Teile unterteilt, wobei eines

*^ der Impulssignale, das von der Signalverarbeitungsstation 38 zugeführt wird, 1 μΐη entspricht. Da diese Verschiebungsermittlungseinrichtung ein Auflösungsvermögen von 1 ym hat, kann selbst bei einer Differenz zwischen den Längenmeßschlitzgruppen von nur

^ einer Teilung des Längenmeßschlitzes diese diskriminiert werden.

Außerdem ist in der obigen Ausführungsform die Identifikationsschlitzreihe durch die Markierungsauswahleinstelleinriehtung 30 auf der Grundlage der Impulsanzahl entsprechend der Schlitzreihe angegeben. Diese Angabe kann jedoch auch durch eine andere Spezifizierungseinrichtung erfolgen, beispielsweise kann die Spezifikation durch Verwendung

³^ der Schlitzzahl der Identifikationsschlitzreihe

vom Endbereich der Hauptskala 10 erfolgen. Oder, wenn der absolute Ursprung immer wieder bei der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine od.dgl. verändert wird, wie oben beschrieben, dann kann die Längenmeßschutzgruppe durch Anwendung eines Steuersignals aus einer Steuereinheit 50 der Werkzeugmaschine od.dgl. spezifiziert werden, wie durch strichpunktierte Linien in Fig. 2 angedeutet ist.

Bei der obigen Ausführungsform ist ein Fall beschrieben worden, wo die Indexskala 16 sich re]^iv zur Hauptskala 10 von links nach rechts in Fig. 1 bewegt. Als Einrichtung zum Spezifizieren der Bezugsmarkierung 20 in Bezug auf die Identifikations- schlitzreihe kann jedoch auch die Identifikationsschlitzreihe zur rechten Seite der Bezugsmarkierung 20 in der Zeichnung oder können die Identifikationsschlitzreihen auf gegenüberliegenden Seiten der Bezugsmarkierung 20 dazu verwendet werden, den absoluten Ursprung anzugeben.

In der obigen Beschreibung sind die Schlitzanzahlen der Identifikationsschlitzreihen als allmählich steigend von links nach rechts in der Zeichnung beschrieben worden. Die Schlitzanzahlen können jedoch auch allmählich abnehmen, oder, jedes Paar von Identifikationsschlitzreihen, die symmetrisch zu beiden Seiten der Mitte der Hauptskala 10 angeordnet sind, können jeweils gleiche Schlitzanzahlen aufweisen.

In diesem Falle besteht keine Notwendigkeit, die Bewegung nach rechts oder links von der Indexskala zu unterscheiden.
35

Darüberhinaus können die Identifikationsschlitzreihen so angeordnet sein, daß die Schlitzanzahlen in allmählicher Steigerung oder Abnahme periodisch

sind.
5

Weiterhin sind die Identifikationsschlitzreihen in der Identifikationsmarkierung 26 auf den rechten und linken Seiten der Bezugsmarkierung angeordnet. In ein und demselben Zwischenraum 2k können die
Identifikationsschlitzreihen jedoch auch zur
rechten oder linken Seite der Bezugsmarkierung 20
in der einen oder anderen Richtung angeordnet sein.

Wenn die Identifikationsschlitzreihen einer jeden

Identifikationsmarkierung auf der rechten oder linken Seite der Bezugsmarkierung 20, wie oben beschrieben, angeordnet sind, dann besteht keine Notwendigkeit, die Bewegung nach rechts oder links der Indexskala

16 relativ zur Hauptskala 10 zu unterscheiden.
20

Weiterhin sind die Bezugsmarkierungen 20 als
in Schlitzen ausgebildet beschrieben worden. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise auf diese Ausführungsart beschränkt. BeiSpielS-weise können die Bezugsmarkierungen 22 aus Markierungen bestehen, die völlig unterschiedlich von
den Schlitzen sind. In diesen Fällen sollten die
Bezugstorschlitze 3^ notwendigerweise Markierungen für Ermittlungsmuster sein, die den Bezugsmarkierungen

■ 22 zugeordnet sind.

Außerdem hatten die Identifikationsschlitzreihen 26 kürzere Schlitze als die Bezugsmarkierungen 20
und weiterhin , wie dazu zugeordnet, waren die
^ Bezugstorschlitze 23 lang und die Leseschlitze 36

kurz ausgebildet. Eine solche Anordnung kann jedoch, wie beispielsweise Fig. 5(A) zeigt, so ausgebildet sein, daß die Bezugsmarkierungen 20 aus Schlitzen willkürlicher Muster ähnlich jenen in der Ausführungsform anch Fig. 1 sein, die Identifikationsschlitzreihe 26 hat Schlitze sehr kleiner Muster für die Lichtdurchleitung oder die Reflexion und weiterhin haben der Bezugstorschlitz 23 und die Leseschlitze 36 einen Schlitz bzw. Schlitze von willkürlichen Mustern, die den Bezugsmarkierungen 20 zugeordnet sind.

In diesem Falle können Signale, die zwei voneinander verschiedene Pegelarten aufweisen, wie Fig.5(B) zeigt, von den Ausgängen eines einzigen Lichtempfängers erhalten werden, so daß die Bezugsmarkierungen ermittelt werden können.

Weiterhin ist die Identifikationsschlitzreihe als einer der Bezugsmarkierungen 20 zugeordnet dargestellt woden. Eine solche Anordnung kann jedoch auch so angepaßt werden, daß zwei oder mehr, beispielsweise zehn Bezugsmarkierungen 20 , in einer Gruppe ausgebildet sind und eine Identifikationsschlitzreihe 26 vorgesehen ist, um diese

Gruppe zu identifizieren, diese Identifiktionsschlitz reihe 26 wird ermittelt und danach kann ein vorbestimmter absoluter Ursprung aus der Anzahl der ermittelten Bezugsmarkierungen 20 gefunden werden, d.h. aus der Anzahl der Bezugstorsignale.

In diesem Falle sollte ein separater Zähler zum Zählen der Bezugstorsignale vorgesehen sein.

Bei dieser Anordnung kann selbst bei Benutzung einer großen Meßskala von beispielsweise 5 m Länge,

auf der absolute Ursprünge in regelmäßigen Intervallen von beispielsweise 50 mm angeordnet sind, eine Identifikationsschlitzreihe für jeweils 10 absolute Ursprünge vorgesehen sein. Nach allem sollte die Identifikation von 10 Identifikationsschlitzreihen 26 ausgeführt werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Identifikationsmarkierungs-Ermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, die von der Markierungswähleinstelleinrichtung 30 spezifizierte Impulsanzahl mit der Impulsanzahl zu vergleichen, die von der Identifikationsmarkierungs-Leseeinrichtung eingegeben wird. Sie gibt ein Koinzidenzsignal ab, wenn die beiden Impulsanzahlen einander gleich sind. Wenn jedoch das Koinzidenzsignal nur dann ausgegeben wird, wenn beide Impulsanzahlen absolut miteinander übereinstimmen, dann wird es schwierig, eine genaue Ausgabe zeitgerecht auszuführen. Daher ist eine vorbestimmte Toleranzbreite oberhalb und unterhalb eines vorgegebenen Wertes vorgesehen und das Koinzidenzsignal kann ausgegeben werden, wenn beide Impulsanzahlen innerhalb dieses Toleranzbereiches miteinander übereinstimmen. In diesem Falle sollte jedoch jede der Differenzen in den Schlitzanzahlen zwischen den entsprechenden Identifikationsschlitzreihen einen größeren Wert als die Toleranzbreite haben.

In der obigen Ausführungsform sind die Bezugsmarkierungen 20 parallel zu der Längenmeßschlitzreihe 12 angeordnet und die Identifikationsmarkierungen 26 sind zwischen den entsprechenden Bezugsmarkierungen 20 in voneinander verschiedenen Mustern angeordnet. Eine solche Anordnung kann jedoch auch

]_'., so angepaßt werden, daß beispielweise, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, die Bezugsmarkierungen 20 (2OA, 2OB und 2OC ...) an einer Vielzahl von Stellen ausgebildet sind, wo die Längenmeßschlitze in unregelmäßigen Intervallen auf der Längenmeßschlitzreihe 12 entfernt sind, die Identifikationsmarkierungen werden durch die Längenmeßschlitzgruppen 12A, 12B und 12C ... gebildet und die Identifikationsmarkierungs-Leseeinrichtung wird von einem Längemeßzähler ,Q 42 zum Zählen eines Längenmeßsignals gebildet, das von dem photoelektrischen Längenmeßwandler 11 ausgegeben wird.

Bei dieser Ausführungsform ist der Bezugstorschlitz 23 in Reihe mit der Längenmeßtorschlitzreihe 14 angeordnet und die Bezugsmarkierungen 20 und der Bezugstorschlitz 23 werden von Schlitzen willkürlicher Muster gebildet, die von der Längenmeßschlitzreihe 12 wahrnehmbar sind oder einer Schlitzreihe, die identisch mit der Längenmeßschlitzreihe 12 ist und blanke Bereiche auf gegenüberliegenden Seiten derselben aufweist, die von der Längenmeßschlitzreihe 12 unterschieden werden können.

2g Andere als die obigen Anordnungen sind ähnlich jenen der ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, weshalb gleiche Bezugszahlen von Fig. 2 dazu verwendet werden, gleiche oder ähnliche Teile, die denen nach Fig. 2 entsprechen, zu be-

_a0 zeichnen, so daß eine detaillierte Beschreibung entfallen kann.

Bei dieser Ausführungsform sind die Bezugsmarkierungen 20 an mehreren Zwischenpositionen der Längen-

_o_ meßschlitzreihe 12 angeordnet, so daß die Breite der ob

— c_ ν —

Hauptskala 11 vermindert werden kann.

Darüberhinaus, soweit wie die entsprechenden Längenmeßschlitzgruppen 12A, 12B und 12C ... in ihren Teilungen gleich sind, brauchen die Längen der blanken Bereiche der Längenmeßschlitzreihe 12, wo die Bezugsmarkierung 20 vorgesehen ist, nicht konstant zu sein, so daß die Hauptskala 10 sehr einfach hergestellt werden kann.

Es soll, nun eine Beschreibung der dritten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 gegeben werden.

Bei dieser dritten Ausführungsform sind die Bezugsmarkierungen 20 (2OA, 2OB und 2OC ) längs der Längenmeßschlitzreihe 12 parallel dazu und in unregelmäßigen Abständen angeordnet, wobei die Bezugmarkierungen von der Längenmeßschlitzreihe 12 gebildet werden,

die zwischen den Bezugsmarkierungen 20 angeordnet ist, und die Identifikationsmarkierungs-Leseeinrichtung wird von dem Längenmeßzähler k2 zum Zählen des Längenmeßsignals gebildet, das von dem photoelektrischen

Längenmeßwandler 18 abgegeben wird. 25

Genauer gesagt, bei dieser Ausführungsform ist die Längenmeßschlitzreihe 12, die zwischen den entsprechenden Bezugsmarkierungen 2OA, 20Bund 2OC... angeordnet ist, als die entsprechenden Längenmeßschlitzgruppen 12A, 12B und 12C ... eingerichtet und die Längenmeßschlitzgruppen sind voneinander in der Schlitzanzahl verschieden, um dadurch die Identifikationsmarkierungen zu bilden.

Bei dieser Ausführungsform werden daher die Schlitzanzahlen der Längenmeßschlitzgruppen 12A, 12B und 12C... , die den Bezugsmarkierungen 20 zugeordnet sind, gezählt, so daß es dadurch möglich wird, 5

die Bezugsmarkierungen 20 zu spezifizieren.

Andere als die beschriebenen Anordnungen sind ähnlich jenen der ersten Ausführungsform, weshalb die gleichen Bezugszeichen dazu verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen, die jenen der ersten Ausführungsform entsprechen, so daß auf die detaillierte Beschreibung hier verzichtet werden kann.

Industrielle Anwendbarkeit

Wie oben beschrieben, ist die Erfindung derart nützlich, daß in dem photoelektrischen Verschiebungsermittlungsgerät der absolute Ursprung einfach, zuverlässig und automatisch mit einer vereinfachten Anordnung eingestellt werden kann und ohne daß das Gerät große Abmessungen, gesteigertes Gewicht und beachtlich erhöhten Preis aufweist.

Claims

Patentansprüche

20 1. PhotoelektrischesVerschiebungsermittlungsgerät, enthaltend:.

eine Hauptskala (10), die mit einer Längenmeßschlitzreihe (12) regelmäßiger Teilung versehen ist, eine Indexskala (16), die darauf angeordnet ist,

25 mit einer Längenmeßtorschlitzreihe (14) gleicher Teilung wie die Längenmeßschlitzreihe (12) der Hauptskala (10) und die so angeordnet ist, daß sie parallel zur Richtung der Schlitzreihe und relativ zur Hauptskala (10) beweglich ist, und einen

30 photoelektrischen Längenmeßwandler (18) zum Aufnehmen von Licht, das durch die Hauptskala (10) und die Indexskala (16) fällt oder davon reflektiert wird und der ein Längenmeßsignal von der Anzahl der wiederholten hellen und dunklen Ab-

35 schnitte des Lichts bildet, die durch die Wieder-

holungen von Überlappungen der entsprechenden Schlitze während der Relativbewegung zwischen der Hauptskala (10) und der Indexskala (16) erzeugt werden, weiterhin enthaltend:

Bezugsmarkierungen- (20: 2OA, 2OB und 2OC...), die auf der Hauptskala (10) in der Richtung der Längenmeßschlitzreihe (12) in geeigneten Abständen vorhanden sind;

eine Markierungsdetektoreinrichtung (22) auf der Indexskala (16) zur Ermittlung der Bezugsmarkierungen (20);

Identifikationsmarkierungen (26), die in Zwischenräumen (24: 24A, 24B und 24C ...) zwischen den Bezugsmarkierungen (20) angeordnet sind, um die Zwischenräume (24) zu identifizieren;

eine Identifikationsmarkierungs-Leseeinrichtung (28), die in Abhängigkeit von einem Detektorsignal von der Markierungsdetektoreinrichtung (22) betätigt wird, um die Identifikationsmarkierung

(26) zu lesen;

eine Identifikationsmarkierungsermittlungseinrichtung (22) zum Vergleichen der Identifikationsmarkierung (26), die von der Identifikationsmarkierungs-Leseeinrichtung (28) gelesen worden ist, mit einer Identifikationsmarkierung, die von einer Markierungswähleinstelleinrichtung (30) vorgegeben wird, um zu ermitteln, ob beide Identifikationsmarkierungen miteinander übereinstimmen oder nicht und zum Ausgeben eines Koinzidenzsignals; und

eine Ursprungseinstelleinrichtung (34), mit der die Position der ermittelten Bezugsmarkierung zu dem Längenmeßursprung gemacht wird, wenn das Koinzidenzsignal von der Identifikationsraarkierungsermittlungseinrichtung (32) und das Mar-

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kierungsdetektorsignal vcn der Markierungsdetektoreinrichtung (22) unmittelbar nach dem Eingang des Koinzidenzsignals auftreten.
2. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die Bezugsmarkierungen (20) parallel zur Längenmeßschlitzreihe (12) angeordnet sind und daß die Identifikationsmarkierungen (6) in voneinander verschiedenen Mustern zwischen den Bezugsmarkierungen (20) angeordnet sind.
3· Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 2, bei dem die Identifikationsmarkierungen (26) von Identifikationsschlitzreihen (26A, 26B und 26C ...) gebildet werden, die voneinander verschiedene Schlitzanzahlen aufweisen und in entsprechenden Zwischenräumen (24A, 24B und 24c...) und benachbart zu den Bezugsmarkierungen (2OA, 2OB und 2OC...) liegen, und daß die Identifikationsleseeinrichtung (28) Leseschlitze (36) enthält, die auf der Indexskala (16) gegenüber den Schlitzen der Identifilationsschlitzreihen (26A, 26B und 26C...) angeordnet sind, und daß ein photoelektrischer Lesewandler (38) vorgesehen ist, der ein Markierungs-Identifikationssignal auf der Grundlage der Anzahl der Wiederholungen der hellen und dunklen Bereiche des empfangenen Lichts abgibt, die durdh die Wiederholungen der Überlappungen zwischen den Leseschlitzen (36) und den Identifikationsschlitzreihen (26A, 26B und 26C...) erzeugt werden.
4. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerä.t nach Anspruch 3, bei dem die Anzahl der Schlitze der Identifikationsschlitzreihen (26A, 26B und 26C.) zwischen den Bezugsmarkierungen (2OA, 2OB und 2OC...)

so bestimmt werden, daß die Anzahlen der Identifikationsschlitzreihen (26A, 26B und 26C.) zwischen den genannten Bezugsmarkierungen (20) symmetrisch zueinander in den Richtungen der gegenüberliegenden Enden der Hauptskala (10) von im wesentlichen der Mitte der Hauptskala einander gleichgemacht werden.
5. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 3, bei dem die Identifikationsmarkierungen (26) in den entsprechenden

Zwischenräumen (24A, 24B und 24C ) angeordnet

sind und benachbart den Bezugsmarkierungen (2OA, 2OB und 2OC...) nur zu einer Seite derselben liegen.
6. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 4, bei dem die Identifikationsmarkierungen (26) in den entsprechenden Zwischenräumen (24a, 24b und 24C...) angeordnet sind und benachbart den Bezugsmarkierungen (2OA, 2OB und 2OC...) nur zu einer Seite derselben liegen.
7. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die Ursprungseinstelleinrichtung (34) den Ursprung derart einstellt, daß ein Zähler (42) zum Zählen von Signalen, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler ausgegeben werden, auf Null gestellt wird.
8. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungs- , gerät nach Anspruch 2, bei dem die Ursprungseinstelleinrichtung (34) den Ursprung derart einstellt, daß ein Zähler (42) zum Zählen von Signalen, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler ausgegeben werden, auf Null gestellt wird.

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9· Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 3> bei dem die Ursprungseinstelleinrichtung (34) den Ursprung derart einstellt, daß ein Zähler (42) zum Zählen von Signalen, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler ausgegeben werden, auf Null gestellt wird.
10. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 4, bei dem die Ursprungseinstelleinrichtung (34) den Ursprung derart einstellt, daß ein Zähler (42) zum Zählen von Signalen, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler ausgegeben werden, auf Null gestellt wird.
11. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 5, bei dem die Ursprungseinstelleinrichtung (34) den Ursprung derart einstellt, daß ein Zähler (42) zum Zählen von Signalen, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler ausgegeben werden, auf Null gestellt wird.
12. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 6, bei dem die Ursprungseinstelleinrichtung (34) den Ursprung derart einstellt, daß ein Zähler (42) zum Zählen von Signalen, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler ausgegeben werden, auf Null gestellt wird.
13- Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät enthaltend:

eine Hauptskala (10), die mit einer Längenmeßschlitzreihe (12) regelmäßiger Teilung darauf angeordnet ist, eine darauf angeordnete Indexskala (16) mit einer Längenmeßtorschlitzreihe (14) gleicher Teilung wie die der Längenmeßschlitzreihe (12) der Hauptskala, wobei die Indexskala parallel zur Richtung der Schlitzreihe verläuft und relativ zur Hauptskala (10) verschiebbar ist,

und einen photoelektrischen Längenmeßwandler (18) zum Aufnehmen von Licht, das durch die Hauptskala (10) und die Indexskala (12) fällt oder davon reflektiert wird und zum Erzeugen eines Längenmeßsignals der Anzahl von wiederholten hellen und dunklen Abschnitten des Lichtes, die durch die Wiederholungen von Überlappungen der entsprechenden Schlitze während der Relativbewegung zwischen der Hauptskala (10) und der Indexskala (16) erzeugt werden, wobei Bereiche ohne Längenmeßschlitze in mehreren Zwischenabschnitten der Längentneßschlitzreihe (12) in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind, die länger als der Längenmeßtorschlitz sind, wobei jeder dieser Abschnitte eine Länge aufweist, die kürzer ist als die Längenmeßtorschlitzreihe (14) und die Länge eines jeden der Bereiche innerhalb eines solchen Längenbereiches liegt, daß eine Änderung in der Lichtmenge zu dem photoelektrischen Längenmeßwandler (18) nicht die Meßgenauigkeit beeinträchtigt und die genannten Längenmeßschlitze in den Abschnitten fehlen, wo die Bereiche vorgesehen sind, wodurch die Längenmeßschlitzreihe (12) abgebrochen und in die genannten Längenmeßschlitzgruppen (12A, 12B, 12C...) geteilt ist, die voneinander verschiedene Schlitzanzahlen haben;

und wobei die Einrichtung weiterhin enthält: Bezugsmarkierungen (20: 2OA, 2OB, 2OC...) auf den schlitzlosen Bereichen;

QQ eine Markierungsdetektoreinrichtung (22) auf der Indexskala (16) zum Ermitteln der Bezugsmarkierungen (20);

eine Schlitzgruppenleseeinrichtung , die in Antwort auf ein Detektorsignal der Markierungs-

gg detektoreinrichtung (20) betätigt wird, um die Anzahl der Schlitze der Längenmeßgruppen (12A, 12B, und 12C ...) zu lesen;

eine Längenmeßschlitzgruppen-Ermittlungseinrichtung (32) zum Vergleichen der Anzahl der Schlitze, die von der Schlitzgruppen-Leseeinrichtung gelesen worden ist,mit der Anzahl der Schlitze, die durch eine Schlitzgruppenwähleinstelleinrichtung (30) vorgegeben ist, um zu ermitteln, ob beide Schlitzanzahlen miteinander übereinstimmen oder nicht, und zum Ausgeben eines Koinzidenzsignals; und eine Ursprungseinstelleinrichtung, mit der die Position der ermittelten Bezugsmarkierung zu dem Längenmeßursprung gemacht wird aufgrund des Koinzidenzsignals von der Längenmeßschlitzgruppen-Ermittlungseinrichtung (32) und des Markierungsdetektorsignals von der Markierungsdetektoreinrichtung (22) unmittelbar nach der Eingabe des Koinzidenzsignals.
14. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 13, bei dem die Markierungsdetektoreinrichtung (22) die Detektormarkierungen (23) aufweist, die in der Form den Bezugsmarkierungen zugeordnet sind und einem photoelektrischen Wandler (28) zum Ermitteln einer Überlappung der Detektormarkierung und der Bezugsmarkierung (20).
15. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 13, bei dem die Bezugsmarkierungen (20) in Schlitze wahlfreier Muster gestaltet sind und daß die Detektormarkierungen (23) der Markierurigsdetektoreinrichtung (22) in Bezugstorschlitze gestaltet sind, die aus Schlitzen willkürlicher Muster bestehen, die den Bezugsmarkierungen (20) zugeordnet sind.

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16. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 13, bei dem die Bezugsmarkierungen (20) aus nicht-geschlitzten Bereichen gebildet sind, die wenigstens auf gegenüberliegenden Seiten der

Längenmeßschlitzgruppen (12A, 12B und 12C...)
angeordnet sind.
17. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 13, bei dem die Schlitzgruppenleseeinrichtung ein Längenmeßzähler (42) zum Zählen von Längenmeßsignalen ist, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler (18) ausgegeben werden.
18. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 14, bei dem die Schlitzgruppenleseeinrichtung ein Längenmeßzähler (42) zum Zählen von Längenmeßsignalen ist, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler (18) ausgegeben werden.
19. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 15, bei dem die Schlitzgruppenleseeinrichtung ein Längenmeßzähler (42) zum Zählen von Längenmeßsignalen ist, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler (18) ausgegeben werden.
20. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 16, bei dem die Schlitzgruppenleseeinrichtung ein Längenmeßzähler (42) zum Zählen von Längenmeßsignalen ist, die von dem photoelektrisehen Längenmeßwandler (18) ausgegeben werden.

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21. PhotoelektrischesVerschiebungsermittlungsgerät, enthaltend:

eine Hauptskala (10) mit einer Längenmeßschlitzreihe (12) regelmäßiger Teilung darauf; eine Indexskala (16) darauf mit einer Längenmeßtorschlitzreihe (14) gleicher Teilung wie jene der Längenmeßschlitzreihe (12) auf der Hauptskala (10) und die parallel zu der Richtung der Schlitz-

IQ reihe angeordnet und gegenüber der Hauptskala (10) beweglich ist; und einen photoelektrischen Längenmeßwandler (18) zum Aufnehmen von Licht, das durch die Hauptskala (10) und die Indexskala (16) fällt oder davon reflektiert wird und zum Erzeugen eines

Jg Längenmeßsignals von der Anzahl der wiederholten hellen und dunklen Abschnitte des Lichtes, die von den Wiederholungen von Überlappungen der entsprechenden Schlitze während einer Relativbewegung zwischen der Hauptskala (10) und der Indexskala

2Q (16) erzeugt werden, wobei die Vorrichtung weiterhin enthält:

eine Mehrzahl von Bezugsmarkierungen (20: 2OA, 2OB und 2OC...), die auf der Hauptskala (10) parallel zu der Längenmeßschlitzreihe (12) in unregelmäßigen Teilungen angeordnet sind;

eine Markierungsdetektoreinrichtung (22) auf der Indexskala (16) zum Ermitteln der Bezugsmarkierungen (20);

eine Schlitzzähleinrichtung, die in Antwort auf ein Detektorsignal von der Markierungsdetektoreinrichtung (22) betätigt wird, um die Anzahl der Schlitze der Längenmeßschlitzgruppen (12A, 12B und 12C...) zwischen der Bezugsmarkierung und der nachfolgenden Bezugsmarkierung zu zählen, wenn die Längenmeßschlitze zwischen den Bezugsmarkierungen in die genannten Längenmeßschlitzgruppen (12A, 12B und 12C...) geformt sind;

eine Identifikationsmarkierungs-Ermittlungseinrichtung(32) zum Vergleichen der Anzahl der Schlitze, die von der Schlitzzähleinrichtung gezählt worden ist, mit der Anzahl der Schlitze, die von einer Bezugsmarkierungswähleinstelleinrichtung (30) vorgegeben ist, um zu ermitteln, ob die beiden Schlitzanzahlen miteinander übereinstimmen, und um ein Koinzidenzsignal abzugeben, und

eine Ursprungseinstelleinrichtung, um die Position der ermittelten Bezugsmarkierung zu dem Längenmeßursprung zu machen unter der Bedingung des Koinzidenzsignals von der Identifikationsmarkierungsermittlungseinrichtung (32) und des Markierungsdetektorsignals von der Markierungsdetektoreinrichtung (22) unmittelbar nach der Eingabe des vorerwähnten Koinzidenzsignals.
22. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 21, bei dem die Schlitzzähl-

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einrichtung ein Längenmeßzähler (42) zum Zählen von Längenmeßsignalen ist, die von dem photoelektrischen Längenmeßwandler (18) abgegeben werden.
23· Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 21, bei dem die Anzahl der Schlitze der Längenmeßschlitzreihe (12) zwischen den entsprechenden Bezugsmarkierungen (20) so bestimmt ist, daß die Schlitzanzahlen zwischen den Bezugsmarkierungen (20) in symmetrischen Positionen zu einander entgegengesetzten Seiten in bezug auf im wesentlichen den Mittenbereich der Hauptskala (10) einander gleich sind.
24. Photoelektrisches Verschiebungsermittlungsgerät nach Anspruch 22, bei dem die Anzahl der Schlitze der Längenmeßschlitzreihe (12) zwischen den entsprechenden Bezugsmarkierungen (20) so bestimmt ist, daß die Schlitzanzahlen zwischen den Bezugsmarkierungen (20) in symmetrischen Positionen zu einander entgegengesetzten Seiten in bezug auf im wesentlichen den Mittenbereich der Hauptskala (10) einander gleich sind.