DE3635623A1

DE3635623A1 - Magnetische massstabsvorrichtung

Info

Publication number: DE3635623A1
Application number: DE19863635623
Authority: DE
Inventors: Kenji Indo; Yoshihiko Ishimaru
Original assignee: Sokkisha Co Ltd
Current assignee: Sokkisha Co Ltd
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1987-04-30
Also published as: CN86107110A; GB2182151A; GB8624724D0; JPS6296801A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Maßstabsvorrichtung, die in Werkzeug machinen oder dergleichen angewandt wird.

Da Meßsysteme zum Messen von Längen und Winkeln unter Verwendung von magnetischen Maßstäben hohe Meß genauigkeit aufweisen, finden sie in verschiedenen Industriezweigen Anwendung. In den vergangenen Jahren wurden sie auch im Bereich der automatischen Steuerungstechnik angewandt. Unter dieser Vielzahl von magnetischen Maßstäben hat eine koaxial-lineare magnetische Maßstabsvorrichtung eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten und ist bisher weit ver breitet, da sie kompakt und einfach aufgebaut ist und an jeder beliebigen Stelle auch montiert werden kann.

Eine konventionelle koaxial-lineare magnetische Maßstabsvorrichtung umfaßt einen linearen magnetischen Maßstab, welcher mit einer linearen magnetischen Schablone in einem vorherbestimmten Abstand auf einem stabartigen magnetischen Medium aufgebracht ist, und einen Vielfachspaltkopf, der eine Ausnehmung aufweist, durch welche der magnetische Maßstab eingeführt wird. Der magnetische Maßstab wird in die Maßstabausnehmung des Vielfachspaltkopfes eingeschoben und stellt damit eine konzentrische linear-magnetische Maßstabs vorrichtung dar. Bei einem derartigen Meßsystem wird einer der linearen magnetischen Maßstäbe und der Vielfachspaltkopfes lokal fixiert und der andere wird an dem sich bewegenden Teil befestigt. Nach Ver schiebung des sich bewegenden Teils wird ein Signal von dem Vielfachspaltkopf elektrisch verarbeitet, um den Betrag der Auslenkung des sich bewegenden Teils zu messen.

Ein typischer konventioneller Aufbau für einen linearen magnetischen Maßstab und den dazugehörigen Vielfachspaltkopf ist in Fig. 2 dargestellt. Der linear magnetische Maßstab 21 ist über den Führungs stab 20 an einem sich bewegenden Teil, wie beispiels weise einem Schneidentisch einer Werkzeugmaschine angelenkt, so daß er eine integrale Baueinheit darstellt. Die integrale Baueinheit kann mittels eines linearen Kugellagers 22 in dem Gehäuse 23 der magnetischen Maßstabsvorrichtung gleitend gelagert sein. Der Vielfachspaltkopf 24 weist eine Maßstabs ausnehmung auf, durch die der magnetische Maßstab eingeschoben wird, und im Gehäuse 23 ortsfest angebracht ist. Der Maßstab 21 ist durch die Maßstabsausnehmung durchgeführt und wird infolge der Bewegung der Führungstange 20 verschoben. Ein Signal, das den Betrag der Verschiebung des Maßstabes 21 wiedergibt, wird mittels einer flexiblen Leitung 26 weitergeleitet.

In der obengenannten Bauform muß allerdings das Gehäuse des magnetischen Maßstabes 23 dieselbe Länge wie der Maßstab 21 aufweisen, wie in Fig. 2 gezeigt wird. Daher muß die magnetische Maßstabsvorrichtung lang ausgeführt werden und infolge ihrer Länge ist die Möglichkeit für eine eventuelle Einbauposition sehr stark eingeschrankt, wenn sie in einer Werkzeugmaschine oder dergleichen eingebaut werden soll. In einigen Fällen muß sogar ein Abstandshalter oder eine zusätzliche Befestigungseinrichtung herangezogen werden, um die Vorrichtung auf eine Werkzeugmaschine zu montieren, was zu Schwierigkeiten führen kann. Alternativ dazu ist der Maßstab 21 ortsfest angebracht und der Kopf 24 beweglich, wobei der Kopf 24 über den Stab 20 in Gehäuse 23 mittels einer Lagerung 22 verschiebbar angeordnet ist, wie in Fig. 3 darge stellt. Der Maßstab 21 ist im Gehäuse 23 mittels Befestigungsteil 25 in einer in einem bestimmten Abstand von der Stange 20 und parallel zu ihr angeordneten Lage ortsfest montiert. Gleichzeitig verläuft der Maßstab 21 in der Maßstabausnehmung des Kopfes 24, der wiederum am Stab 20 angelenkt ist. Der Kopf 24 wird infolge der Bewegung des Stabes 20 mitbewegt. Ein Signal, das dessen Lageveränderung angibt, wird mittels einer Leitung 24 weitergeleitet. Bei dieser Bauweise ist der Stab 20 nicht mit dem Maßstab 21 verbunden, sondern ist von diesem getrennt. Wenn der Stab 20 gegenüber dem Stab der Skala 21 angewinkelt ist, beispielsweise durch Abweichung der Bearbeitungsgenauigkeit des Stabes 20, bewirken die relative Zuordnung zwischen dem Maßstab 21 und dem Kopf 24 Falschangaben bezüglich der Position. Dadurch entstehen falsche Meßwerte und es kann keine exakte Messung mehr durchgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der in den oben genannten Beispielen dargelegten Situation gemacht und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Maßstabvorrichtung zu Verfügung zu stellen, in welcher ihre Gesamtlänge minimiert werden kann und Meßfehler, die durch Anwinklung eines Führungsstabes hervorgerufen werden, vermieden werden können.

In einer koaxial-linearen magnetischen Maßstabsvor richtung gemäß vorliegender Erfindung ist ein hohler Führungsstab integral mit einem Vielfachspaltkopf verbunden und ein Ende eines linearen magnetischen Maßstabes ist an einem magnetischen Maßstabsrahmen ortsfest angelenkt, so daß der lineare magnetische Maßstab koaxial in dem hohlen Führungsschaft verläuft und das andere Ende des linearen magnetischen Maßstabs ist mit einem Gleitteil versehen, so daß der lineare magnetische Maßstab entlang der inneren Oberfläche des hohlen Führungsschaftes mittels des Gleitteiles entlang gleitet und dabei den linearen magnetischen Maßstab im Inneren des hohlen Führungs schaftes aufnimmt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt, der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt einer konventionelle koaxial-linearen magnetischen Maßstabsvorrichtung der Bauart, die einen ortsfesten Mehr spaltenkopf aufweist und

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt eines konventionellen koaxial-linear Magnetmaßstabes einer Bauart, die einen ortsfesten magnetischen Maßstab aufweist.

Eine koaxial-lineare magnetische Maßstabsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist wie folgt aufgebaut:
Ein Führungsstab wird an ein sich bewegendes Teil wie beispielsweise einem Schneidentisch einer Werkzeug maschine, angelenkt und umfaßt einen hohlen Führungs stab 1. Ein Vielspaltmagnetkopf 4 ist an einem Ende des Schaftes 1 ortfest befestigt und Schaft 1 ist mittels eines linearen Kugellagers 2 verschieblich in dem Rahmen 3 des magnetischen Maßstabs geführt. Ein Ende des Maßstabs 5 ist einseitig in einem Einspann glied 7 mittels eines Befestigungsteils 6 eingespannt. Das Einspannglied 7 ist an dem Rahmen 3 angeformt. Das andere Ende des Maßstabs 5 ist in die Maßstabaus nehmung des Kopfes 4 welcher auf dem Stab 1 aufsitzt eingeführt. Der Maßstab 5 ist mittels eines Führungs gliedes 8 am distalen Ende des linearen magnetischen Maßstabs 5 entlang der inneren Oberfläche 9 des Hohlstabes 1 geführt. Eine Rohrschlangenfeder 10 die zwischen dem Stützglied 7 und dem Kopf 4 gespannt ist, drückt den Kopf 4 und den Schaft 1 entlang dem Maßstab 5 in Richtung zur Außenseite des Rahmens 3, so daß der Stab 1 langsam in seine Ausgangsposition zurückgedrückt wird. In der koaxial-linearen magnetischen Maßstabsvorrichtung gemäß dieser Bauweise wird Kopf 4, der an dem Schaft ortsfest angebracht ist, falls der hohle Führungsschaft 1, der mit dem bewegten Teil wie beispielsweise einem Schneidentisch einer Werkzeugmaschine, verbunden ist, infolge der Verschiebung des Schneidentisches oder dergleichen verschoben wird, bewegt, wobei der Kopf in einem bestimmten Abstand von dem hohlen Führungsschaft 1 gehalten wird. Kopf 4 liest die magnetische Skalen einteilung auf dem magnetischen Maßstab entsprechend seiner eigenen Verschiebung. Ein Signal wird durch eine flexible Leitung 11 weitergeleitet. Wenn der hohle Führungsstab 1 sich bewegt, wird der Vielspalt magnetkopf 4 entlang der inneren Oberfläche 9 mittels eines Führungsteils 8 gleitend geführt, dessen anderes Ende mit einem Maßstab 5 versehen ist und in den Stab 1 hineinragt. Der Stab 1 ist koaxial zu dem Maßstab 5.

Entsprechend vorliegender Erfindung kann die Gesamtlänge der magnetischen Maßstabsvorrichtung im Verhältnis zur beweglichen Länge des Maßstabs 5 reduziert werden, um die Vorrichtung kompakter zu gestalten. Zusätzlich kann, da der Stab 1 koaxial mit dem Stab des Maßstabs 5 verläuft, kein relativer Lagefehler zwischen dem Maßstab 5 und dem Kopf 4 vorkommen, selbst wenn der Stab 1 angewinkelt ist. Folglich entstehen keine Fehler bei der Aufnahme der Meßwerte.

Claims

Koaxial-lineare magnetische Maßstabvorrichtung, die einen linearen magnetischen Maßstab und einen Vielfachspaltkopf, der eine Maßstabausnehmung aufweist, durch die der magnetische Maßstab durch geführt ist, umfaßt, wobei der magnetische Maßstab derart durch die Maßstabausnehmung des Vielfachspalt kopfes geführt ist, daß er koaxial mit ihr fluchtet dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hohlen Führungsschaft (1) umfaßt, dessen eines Ende mit dem Vielfachspaltkopf (4) verbunden ist und verschieblich im Rahmen (3) des magnetischen Maßstabs montiert ist, und daß der lineare magnetische Maßstab (5) mit einem Ende am Rahmen (3) des magnetischen Maßstabes befestigt ist und mit dem anderen Ende als Führungsglied (8) verschieblich entlang der inneren Oberfläche (9) des hohlen Führungsschaftes (1) gleitet, wobei der hohle Führungsschaft (1) koaxial zu dem linearen magne tischen Maßstab (5) ausgerichtet ist.