DE3527546A1

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Die Teilscheibe mit ihrer Inkrementalteilung und der jekts 7 sind somit die beiden Wellen 6 und 11 miteinan-Referenzmarke wird in herkömmlicher Weise von einer der verbunden, so daß die Relativlage der beiden zu ebenfalls nicht dargestellten Abtasteinrichtung abgeta- messenden Objekte durch die Winkelmeßeinrichtung 1 stet. Diese Vorgänge sind aus der Literatur hinreichend exakt ermittelt werden kann.The graduated disk with its incremental graduation and the project 7 are thus the two shafts 6 and 11 with one another reference mark is connected in a conventional manner by one of the, so that the relative position of the two to Objects scanned by the angle measuring device 1, likewise not shown, by the scanning device steadily These processes can be determined with sufficient accuracy from the literature.

bekannt, so daß sich hier jede weitere Erörterung er- 5 Um zur Messung der Relativlage der beiden Objekte übrigt. Üblicherweise ist ein Drehgeber an einem Ma- eine bestimmte Bezugsposition zu gewinnen, wird vor schinen-Bauteil angeflanscht, und an seiner Drehgeber- Beginn einer neuen Messung das zu messende Objekt 7 welle ist mittels einer drehsteifen Kupplung das andere solange verdreht, bis eine Referenzmarke abgetastet Maschinen-Bauteil befestigt. Bei Relativbewegungen wird. Bei dieser Bezugsposition wird der Zähler auf den zwischen den Maschinen-Bauteilen wird die Welle ge- 10 Wert »Null« oder auf einen anderen, vorher festgeleggenüber dem Gehäuse und der darin befindlichen Ab- ten oder durch ein Programm bestimmten Zahlenwert tasteinrichtung verdreht, die Messung der Relativbewe- gesetzt.known, so that any further discussion is necessary here to measure the relative position of the two objects remaining. Usually a rotary encoder is on a Ma- a certain reference position is to be gained before machine component flanged, and at its encoder start of a new measurement the object to be measured 7 The other shaft is rotated by means of a torsionally rigid coupling until a reference mark is scanned Machine component attached. In the case of relative movements. At this reference position, the counter is set to between the machine components, the shaft is set to 10 value »zero« or to another, previously defined the housing and the units inside or a numerical value determined by a program feeler twisted, measurement of relative movement set.

gung erfolgt Wenn nun während eines BearbeitungsvorgangesThis is done If now during a machining process

Der Drehgeber 1 gemäß F i g. 1 weist demgegenüber und damit einer Messung eine Störung, etwa infolge eine Kupplungsvorrichtung 2 auf, die an dem Befesti- 15 einer Stromunterbrechung, auftritt, so wird der Arbeitsgungsflansch 3 des Drehgebers 1 angebracht ist Das gang und damit auch die Messung des drehbaren Ob-Gehäuse 4 der Kupplungsvorrichtung 2 nimmt einen jekts 7 unterbrochen. Bei Stromunterbrechung sind der Elektromotor 5 auf, der parallel zur Achse der Drehge- beim Auftreten der Störung vorhandene Meßwert und berwelle 6 angeflanscht ist Zwischen der Drehgeber- damit auch die Bezugsposition verlorengegangen. Da welle 6, an der die nicht dargestellte Teilscheibe mit der 20 jedoch beim Auftreten des Störungsfalls das zu messen-Referenzmarke fest angebracht ist, und dem Maschi- de Objekt 7 in Form eines Greifers des Industrierobonen-Bauteil, dessen Relativbewegung gemessen werden ters in der Regel gerade im Eingriff ist, kann das Objekt soll, sind die Einzelteile der Mitnehmerkupplung 8 ange- 7 nicht, wie vor Beginn des Arbeitsvorganges und der ordnet Die Mitnehmerkupplung 8 ist an sich bekannt Messung, solange verdreht werden, bis die Abtastemund besteht aus einer Anschlußnabe 9, die auf der Dreh- 25 heit die ursprüngliche Referenzmarke abtastet
geberwelle 6 befestigt ist, und aus einer zweiten An- Zum Reproduzieren der Bezugsposition wird bei still-The rotary encoder 1 according to FIG. 1, on the other hand, and thus a measurement, has a fault, for example as a result of a coupling device 2, which occurs at the fastening 15 of a power interruption, the working flange 3 of the rotary encoder 1 is attached 4 of the coupling device 2 takes a project 7 interrupted. In the event of a power interruption, the electric motor 5 is open, the measured value and output shaft 6 that is present parallel to the axis of the rotary encoder when the fault occurs is flanged on. Between the rotary encoder, the reference position is therefore also lost. Since shaft 6, on which the not shown graduated disk with 20, however, the reference mark to be measured is firmly attached when the fault occurs, and the machine object 7 in the form of a gripper of the industrial robot component, whose relative movement is measured in the As a rule, the object is engaged, the object should be, the individual parts of the driver coupling 8 are not, as before the start of the work process and the order 9, which scans the original reference mark on the rotation 25
encoder shaft 6 is attached, and from a second input To reproduce the reference position is

schlußnabe 10, die auf einer zweiten Welle 11, die dem stehender Welle 11 der Antriebsmotor 5 eingeschaltet Maschinen-Bauteil 7 zugeordnet ist, befestigt ist sowie Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist weist der Antriebsmo-final hub 10, which is switched on on a second shaft 11, which is connected to the stationary shaft 11 of the drive motor 5 Machine component 7 is assigned, is attached and as shown in FIG. 2 shows the drive motor

aus einer Ringscheibe 12. An der Peripherie der beiden tor 5 ein Getriebe 17 auf, das eine Schwinge 18 beinhal-Anschlußnaben 9 und 10 ragen jeweils drei um 120° 30 tet Durch Reibung zwischen der Motorwelle 19 und der zueinander versetzte Anschläge 13 bzw. 14 in radialer Schwinge 18 wird nach dem Einschalten des Antriebs-Richtung heraus. Zwischen den beiden Anschlußnaben 9 motors 5 ein von der Schwinge 18 getragenes Zwischen- und 10 ist die Ringscheibe 12 angeordnet, die an ihrer ritzel 20 in ein Zahnrad 21 eingekuppelt das zwischen Peripherie drei um 120° zueinander versetzte Bolzen 15 der Teilscheibe und der Anschlußnabe 9 fest auf der aufweist, die in axialer Richtung aus Bohrungen beidsei- 35 Drehgeberweüe 6 angeordnet ist Nach dem Einkuppeln tig der Ringscheibe 12 herausragen und mit den An- des Zwischenritzels 20 in das Zahnrad 21 wird durch den schlagen 13 bzw. 14 der Anschlußnaben 9 bzw. 10 bei Antriebsmotor 5 die Teilscheibe über die Drehgebereiner Drehung der Wellen 6 und 11 in Kontakt stehen. welle 6 gegen das Moment der Spiralfeder 16 soweit Die Ringscheibe 12 besitzt keine eigene Lagerung und verdreht, bis die Referenzmarke von der Abtasteinrichist aufgrund der symmetrischen Anordnung der Bolzen 40 tung abgetastet und daraus ein Referenzimpuls abgelei-15 bei der Drehung der Wellen 6 und 11 selbstzentrie- tet wird. Durch diesen Referenzimpuls, der die Bezugsrend und übt auf die nicht dargestellten Lager der WeI- position repräsentiert, ist die Ausgangslage wieder herlen 6 und 11 keine Querkraft aus. gestellt und der Eichvorgang kann beendet werden. Nä-from an annular disk 12. At the periphery of the two gate 5, a gear 17, which includes a rocker 18-connection hubs 9 and 10 each protrude three by 120 ° 30 tet By friction between the motor shaft 19 and the mutually offset stops 13 or 14 in the radial rocker 18 is after switching on the drive direction out. Between the two connection hubs 9 motors 5 an intermediate carried by the rocker 18 and 10, the annular disk 12 is arranged, which is coupled at its pinion 20 in a gear 21 between the Periphery three bolts 15, offset from one another by 120 °, of the graduated disk and the connecting hub 9 firmly on the has, which is arranged in the axial direction from bores on both sides 35 Drehgeberweüe 6 After coupling tig of the annular disc 12 protrude and with the ends of the intermediate pinion 20 in the gear 21 is through the hit 13 or 14 of the connection hubs 9 or 10 with the drive motor 5 the indexing disk via the rotary encoder Rotation of the shafts 6 and 11 are in contact. shaft 6 against the moment of the spiral spring 16 so far The ring disk 12 has no bearing of its own and rotates until the reference mark is from the scanning device due to the symmetrical arrangement of the bolts 40 device is scanned and a reference pulse is derived therefrom is self-centered when the shafts 6 and 11 rotate. Through this reference pulse, which is the reference trend and exercises on the bearings, not shown, of the position represented, the starting position is restored 6 and 11 no transverse force. and the calibration process can be ended. Near-

Die Mitnehmerkupplung 8 nimmt bei einer vorgege- here Einzelheiten sollen hier nicht erörtert werden, da benen Drehrichtung des drehbaren Objekts 7 und damit 45 sie aus der einschlägigen Literatur hinreichend bekannt der Welle 11 über die miteinander in Kontakt stehenden sind.The driver coupling 8 takes in a previous details are not to be discussed here because benen direction of rotation of the rotatable object 7 and thus 45 it is sufficiently known from the relevant literature of the shaft 11 are in contact with each other.

Bolzen 15 der Ringscheibe 12 und Anschläge 13 und 14 Nach dem Überfahren der Referenzmarke wird derBolt 15 of the washer 12 and stops 13 and 14 After the reference mark has been passed, the

der Anschlußnaben 9 und 10 die Welle 6 der Teilscheibe Antriebsmotor 5 abgeschaltet und läuft durch das Momit. Bei einer Umkehrung der vorgegebenen Drehrich- ment der gespannten Feder 16 in entgegengesetzter tung der Welle 11 würde die Welle 6 nicht mehr mitge- 50 Richtung, wodurch sich auch die Drehgeberwelle 6 mit nommen, da die Bolzen 15 der Ringscheibe 12 und die der Teilscheibe in die Ausgangsposition vor der Eichung Anschläge 14 der Anschlußnabe 10 außer Kontakt gera- zurückbewegt, bis die Anschläge 13,14 der Anschlußnaten würden. Um auch bei dieser umgekehrten Drehrich- ben 9,10 gegen die Bolzen 15 anstoßen. Der abgeschaltung der Welle 11 einen Kontakt zwischen den Bolzen tete Antriebsmotor 5 kann dabei zur Dämpfung der 15 der Ringscheibe 12 und den Anschlägen 13, 14 der 55 Rückdrehbewegungen mitlaufen und die Schwinge 18 Anschlußnaben 9,10 zu gewährleisten, ist am freien En- kuppelt aufgrund der Trägheit des Motors 5 beim Ande der Drehgeberwelle 6 eine Spiralfeder 16 eingehängt, stoß der Anschläge 13, 14 an die Bolzen 15 das Zwideren anderes Ende in der Anschlußnabe 10 verankert schenritzel 20 und damit den Antriebsmotor 5 aus.
ist. Die Spiralfeder 16 ist so vorgespannt, daß die An- Es versteht sich, daß der Antriebsmotor 5 nach Erzeu-the connection hubs 9 and 10, the shaft 6 of the disk drive motor 5 is switched off and runs through the torque. If the specified direction of rotation of the tensioned spring 16 were reversed in the opposite direction of the shaft 11, the shaft 6 would no longer move with it, which would also take the encoder shaft 6 with it, since the bolts 15 of the annular disk 12 and those of the indexing disk in the starting position before the calibration, the stops 14 of the connection hub 10 are moved straight back out of contact until the stops 13, 14 become the connection data. In order to hit the bolts 15 in this reverse direction of rotation as well. The disconnection of the shaft 11 a contact between the bolt ended drive motor 5 can run along to dampen the 15 of the annular disk 12 and the stops 13, 14 of the 55 reverse rotation movements and to ensure the rocker 18 connection hubs 9,10 is due to the free decoupling the inertia of the motor 5 at the Ande of the encoder shaft 6 a spiral spring 16 is attached, the stops 13, 14 push the two other end in the connecting hub 10 anchored pinion 20 and thus the drive motor 5 from the bolts 15.
is. The spiral spring 16 is pretensioned so that the

schläge 13,14 der Anschlußnaben 9,10 ständig an dem eo gen des Referenzimpulses auch umgepolt werden kann, Bolzen 15 anliegen und so in jedem Fall die Mitnahme und die Spiralfeder 16 beim Rückdrehen unterstützt der Drehgeberwelle 6 — also unabhängig von der Be- Auch in diesem Fall kann sich die Teilscheibe des Drehwegungsrichtung der Welle 11 — gewährleistet ist gebers 1 mit der Mitnehmerkupplung 8 wieder frei dre-Durch das Moment der Spiralfeder 16 wird sozusagen hen, sobald sich das Zwischenritzel 20 aus der Verzahdie Drehgeberwelle 6 der Drehung des Maschinen-Bau- 65 nung des Zahnrades 21 herausgehoben hat
teiles 7 auch in der Bewegungsrichtung nachgeführt, in Sobald sich die Teilscheibe wieder vom Getriebe 17strikes 13, 14 of the connection hubs 9, 10 constantly at which the polarity of the reference pulse can also be reversed, bolts 15 are in contact and so in any case the drive and the spiral spring 16 supports the encoder shaft 6 when turning back - that is, regardless of the loading In this case, the indexing disk of the direction of rotation of the shaft 11 is guaranteed - the encoder 1 with the driver coupling 8 is free to rotate again - The moment of the spiral spring 16 will, as it were, as soon as the intermediate pinion 20 disengages the encoder shaft 6 from the rotation of the machine construction - 65 voltage of the gear 21 has lifted out
part 7 also tracked in the direction of movement, in As soon as the indexing disk is back from the gear 17

der die Mitnehmerkupplung nicht formschlüssig arbei- gelöst hat, ist die Bezugsposition wieder gewonnen, und tet. In beiden Drehrichtungen des zu messenden Ob- der unterbrochene Arbeitsvorgang kann fortgesetztwho did not work positively on the driver coupling, the reference position is regained, and tet. The interrupted work process can be continued in both directions of rotation of the object to be measured

werden.will.

In Fig.3 ist eine Einrichtung dargestellt, in der die Mitnehmerkupplung 83 so ausgebildet ist, daß Drehwinkel über 360° hinaus möglich sind.In Figure 3 a device is shown in which the Driving clutch 83 is designed so that angles of rotation over 360 ° are possible.

Die Mitnehmerkupplung 8 gemäß F i g. 1 weist jeweils um 120° zueinander versetzte Bolzen 15 und Anschläge 13, 14 auf, somit ist eine Relativdrehung der Welle 6 bezüglich der Welle 11 beim Reproduzieren der Bezugsposition nur innerhalb eines Winkels < 240° möglich. Daher sind auf der Teilscheibe zum Reproduzieren einer verlorengegangenen Bezugsposition mindestens zwei Referenzmarken erforderlich, die zur gegenseitigen Unterscheidung einer Codierung in Form von Codemarken bedürfen, wie sie beispielsweise in der DE-PS 29 52 106 beschrieben sind.The driver coupling 8 according to FIG. 1 indicates each Bolts 15 and stops 13, 14 offset from one another by 120 °, thus a relative rotation of the Shaft 6 with respect to shaft 11 when reproducing the reference position only within an angle <240 ° possible. Therefore, on the index disk to reproduce a lost reference position at least two reference marks required to distinguish one another in a coding in the form of code marks, as described, for example, in DE-PS 29 52 106.

Um zum Reproduzieren einer verlorengegangenen Bezugsposition mit nur einer Referenzmarke auf der Teilscheibe auskommen zu können, die dann keiner Codierung mehr bedarf, wird eine Mitnehmerkupplung 83 gemäß Fig.3 vorgeschlagen, die eine Relativdrehung der Welle 63 bezüglich der Welle 113 über einen Winkel von 360° hinaus ermöglicht.In order to reproduce a lost reference position with only one reference mark on the To be able to get by with dividing disk, which then no longer requires any coding, is a driver coupling 83 3 proposed that a relative rotation of the shaft 63 with respect to the shaft 113 over an angle from 360 °.

Eine derartige Ausführung der Mitnehmerkupplung 83 ist in der DE-OS 33 40 866 ausführlich beschrieben und unter konstruktiver Anpassung an die erfindungsgemäße Vorrichtung auch hier vorteilhaft einsetzbar.Such an embodiment of the driver coupling 83 is described in detail in DE-OS 33 40 866 and can also be used advantageously here with structural adaptation to the device according to the invention.

Der Kraftschluß innerhalb der Mitnehmerkupplung 8 oder 83 könnte statt durch eine Spiralfeder 16 auch durch Magnete oder federnde Schnappverbindungen erzeugt werden.The frictional connection within the driver coupling 8 or 83 could also be achieved by means of a spiral spring 16 instead of can be generated by magnets or spring-loaded snap connections.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

3535

4040

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5050

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6565

Claims

1 2 reference mark stored in a housing for a while Patent claims: and via a clutch and a while stored in the housing with one of the objects

1. Device for connecting a position band; the driver coupling works in only one measuring device with two directions of rotation of the rotatable object that move relative to one another. To the partial Objects with the measuring standard of the disk also in the other direction of rotation with the Ob position measuring device to be connected to one of the objects to be measured is the shaft via a slip cup Objects for the purpose of calibration by means of a treatment with an acting in the opposite direction of rotation multi-part driver coupling can be decoupled from the motor. For scanning the graduated disk is bound is, wherein the driver coupling is provided in an io ne mounted scanning unit in the housing. Direction of movement of the one object to be measured - To reproduce a reference position downwards The partial direction becomes positive-locking and in the other, the measurement is broken due to a disturbance works in a non-positive manner, thus causing the motor to be reversed when the motor is at a standstill indicates that the frictional connection within the shaft rotates until the reference mark is passed the driver coupling (8) preferably through a 15 and then in the momentary position of the most silent Spiral spring (16) is generated, and that a drive shaft is returned when the fault occurs (5) is provided which, in the case of calibration, is misaligned; the angle of rotation from the reference mark to the on the body side on the driver coupling (8) instantaneous position is used to recover the at takes effect, the measuring standard is determined against the measured value lost due to the force of the disturbance. Closing moment at least up to one of these and the others from the prior art Adjusted reference point, and the measuring standard known position measuring devices that are used for calibration after the reference point has been passed, the measuring device returns even when the measuring object is stationary the starting position enables th are suitable, require compared to conventional

Z device according to claim!, Characterized by simple position measuring devices an increased draws that the drive (5) is an electric motor with 25 constructive and manufacturing effort. Gear (17) is whose intermediate pinion (20) must be A supplier of position measuring devices

the switching on of the electric motor (5) automatically in accordingly the complex, as described above Gear wheel (21) on the driver coupling (8) has a calibratable position measuring device next to the couples normal standard equipment, e.g. B. standardized

3. Device according to claim 1, characterized in that 30 incremental rotary encoders can be offered. This is characterized by the fact that the drive has an intermediate gear, the increased variety of types has an economic effect after switching on automatically to a friction wheel borrowed negative.

coupled to the driver coupling The invention is therefore based on the object of providing a

To create device with the help of which standard posi-

35 tion measuring devices so with the objects to be measured are to be connected that with them the above-described calibration processes with stationary machine components

The invention relates to a device for len can be carried out.

Connecting a position measuring device with two rela- This object is achieved with a device which

Objects that can be moved relative to one another according to the upper 40 have the features of claim 1 term of claim 1. The particular advantages of the invention are

From the prior art it is well known that when using voe standard rotary encoders with Redie relative position of two objects - such as bed and reference pulse a calibration in the sense described above Carriage of a machine tool - with the help of Po- is also possible with machine components, the torque measuring devices to eat. Even when handling, no relative movement to one another can be carried out, so-called industrial robots. Another advantage of the invention is that the the movements with position measuring devices, not in the drive motor - as in the prior art - general rotary encoders, determined Measuring the relative movements, a measuring process acts on the driver coupling Perung attached to one of the objects and attached to the 50 During normal measuring operation, it is disengaged. The second object is installed a scanning device, increases the life of the engine, which would otherwise be natural In the case of relative movements between the objects, the dimension is significantly smaller than that of the rotary encoder. Fer measuring standard scanned so that the respective posiner is not constantly a moment on the to be measured tion can be determined and displayed. Transfer an object for protection, as is the case with a position measurement Harmful influences from the environment are the direction in which a drive motor with a slip clutch called components of the position measuring device with an integral part of the device is the case Provided housings that are attached to the objects mentioned. With the help of an exemplary embodiment, the invention

are solid. Application explained in more detail with reference to the drawings

When the position measuring devices are incremental.
they must work before commissioning and after 60 It shows

Drive interruptions with the help of reference points Fig. ί a rotary encoder with flange-mounted coupling will. Such calibration processes are part of a calibration device; Number of patent applications, for example in Fi g. 2 shows a section through the coupling device

DE-OS 3311 203 described. A special execution according to FIG. 1 along the section line IWI; Rungsfonn is described in DE-OS 33 40 866. At 65 Fi g. 3 a variant of a driver coupling, the measuring device described there for measurement

the relative position of two objects is a graduated disk with a graduated disk inside (not an incremental graduation and at least one reference) has at least one reference mark.