DE3715908C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Längenmessung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus "Messen + Prüfen/Automatik, Juni 1974, Seite 371-374 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung zur Längenmessung wird ein Maßstab verwendet, der über seine ganze Länge fest an einem Bezugskörper angebracht ist. Auf diesem Maßstab ist ein Schlitten für einen Sensor verschiebbar geführt. Der Sensor tastet auf dem Maßstab angebrachte Markierungen ab. Aus den Ausgangssignalen des Sensors bestimmt eine Auswer­ teeinheit die Verschiebung des Schlittens gegenüber dem Maßstab und damit die Länge bzw. den auf dem Bezugskörper zurückgelegten Weg.

Bei einer gattungsgemäßen Längenmeßeinrichtung stellt sich das Problem, daß der Maßstab gespannt sein muß, um Meßfeh­ ler durch einen lose hängenden Maßstab zu vermeiden.

Deshalb wird bei Einrichtungen zur Längenmessung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in der Regel der Maßstab über seine ganze Länge fest an dem Bezugskörper ange­ bracht. Die Befestigung erfolgt dabei zumeist mit einem Klebstoff, einer Klebefolie oder dgl. Damit ist die Ver­ wendung dieser bekannten Einrichtungen von vornherein auf Bezugskörper beschränkt, bei denen es nicht störend ist, wenn ein Maßstab mit einem Klebstoff angebracht wird.

Darüber hinaus ist es bei kompliziert geformten Körpern schwierig, den in der Regel mit einer gewissen Steifigkeit ausgestatteten Maßstab über seine ganze Länge am Bezugs­ körper zu befestigen.

Insbesondere zur Längenmessung an Körpern, bei denen das Anbringen von Maßstäben mit Klebstoffen etc. nicht zuläs­ sig ist, sind deshalb Einrichtungen anderer Gattung vorge­ schlagen worden, die auch als elektronische Bandmaße be­ zeichnet werden. Eine derartige Einrichtung ist beispiels­ weise aus der DE-OS 27 46 368 bekannt. Diese Einrichtungen verwenden einen Maßstab, der in Art eines Bandmaßes auf­ rollbar ist. Der Auszug des Maßstabes wird jedoch mittels eines Sensors erfaßt. Aber auch bei diesen Einrichtungen ist es aufgrund der Eigensteifigkeit des Maßstabes schwie­ rig, Messungen an kompliziert geformten Körpern vorzuneh­ men.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Längenmessung anzugeben, bei der Längenmessungen an kompliziert geformten und insbesondere konvexen Flächen möglich sind, ohne daß es erforderlich wäre, einen Maßstab über seine gesamte Länge an dem Bezugskörper zu befesti­ gen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einer Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Eine Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, daß von einer Einrichtung zur Längenmessung gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 ausgegangen und diese Einrichtung dadurch weitergebildet wird, daß ein flexibler Maßstab verwendet wird, der lediglich an seinen Enden an dem Be­ zugskörper befestigt ist, daß der Schlitten zwei Gleitrollen aufweist, mit denen er auf dem Bezugskörper aufliegt und spielfrei verschiebbar ist und daß der Maß­ stab zwischen den Gleitrollen und zwei Führungsrollen spielfrei geführt ist.

Die Befestigung an den Enden des Maßstabes kann natürlich in beliebiger Weise erfolgen. Bevorzugte Möglichkeiten, die ein leichtes Anbringen und Abnehmen des Maßstabes an einem Bezugskörper erlauben, sind im Anspruch 7 gekenn­ zeichnet. Selbstverständlich sind die dort genannten Mög­ lichkeiten, den Maßstab an seinen Enden mit Magnethaltern oder Saugnäpfen zu befestigen, nur exemplarisch zu verstehen. Bei bestimmten Einsatzfällen ist es auch möglich, den Maßstab mittels Klebefolien, Klebstoff oder dgl. am Be­ zugskörper anzubringen.

Selbstverständlich ist es möglich, auf dem flexiblen Maß­ stab beliebige Markierungen anzubringen, die der Detektor beispielsweise mechanisch abtastet. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn gemäß Anspruch 3 die Markierungen in an sich bekannter Weise Striche sind, deren Reflexionsver­ mögen und/oder Transmissionsvermögen sich von dem des Maßstabes unterscheidet und wenn als Detektor ein photo­ elektrischer Sensor eingesetzt wird. Die im Anspruch 4 gekennzeichnete Weiterbildung des photoelektrischen Detek­ tors mit zwei gegeneinander versetzten Sensoren ermöglicht nicht nur eine hochgenaue Auflösung des zurückgelegten Weges, sondern auch durch die in den Ansprüchen 5 und 6 gekennzeichneten Weiterbildungen ein Erkennen einer Bewe­ gungsumkehr des Schlittens sowie des Beginns und des Endes des Maßstabes.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben, in der zeigen

Fig. 1a und b eine Seitenansicht bzw. eine Aufsicht auf eine Einrichtung zur Längenmessung,

Fig. 1c vergrößert die Befestigung des Maßstabs,

Fig. 2a und b die Ausbildung des verschiebbaren Schlittens und

Fig. 2c die Sensoranordnung in bezug auf die auf dem Maßstab aufgebrachten Markierungen.

Die Fig. 1a und 1b zeigen eine Einrichtung zur Längenmes­ sung, die einen flexiblen Maßstab 1 aufweist, der an sei­ nen Enden an einem Bezugskörper 2 befestigt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Befestigung mittels Saugnäpfen 3, deren Ausbildung Fig. 1c vergrößert zeigt. Die Saugnäpfe 3 können mittels eines Hebels 4 an den Bezugskörper 2 angepreßt werden, so daß sie an ihm haften. Durch entsprechendes Drehen des Hebels 4 in Pfeil­ richtung kann die Saugwirkung auch wieder aufgehoben wer­ den.

Auf dem flexiblen Maßstab 1 ist ein Schlitten 5 verschieb­ bar geführt, an dem ein Gehäuse 6 angebracht ist, das eine Auswerteelektronik enthält.

Der Aufbau des Schlittens 5 wird im folgenden unter Bezug­ nahme auf Fig. 2 näher erläutert. Der Schlitten 5 weist zwei Gleitrollen 7 auf, mit denen er auf dem Bezugskörper 2 aufliegt und schlupffrei verschiebbar ist. Der flexible Maßstab 1 ist zwischen den Gleitrollen 7 und Führungsrol­ len 8 ebenfalls schlupffrei geführt. Zusätzlich sind An­ druckfilze 9 vorgesehen, die dafür sorgen, daß der flexi­ ble Maßstab bzw. das Maßband 1 straff an den Rollen 7 und 8 anliegt.

Der Schlitten 5 weist einen Detektor 10 auf, der die Ver­ schiebung des Maßstabes bzw. des Maßbandes gegenüber dem Schlitten erfaßt. Die Ausgangssignale des Detektors 10 werden mittels einer nur schematisch dargestellten Auswer­ teelektronik 11 erfaßt und zur Bestimmung der Verschiebung des Schlittens gegenüber dem Maßband 1 bzw. dem Bezugskör­ per 2 benutzt.

Hierzu weist - wie in Fig. 2c im einzelnen dargestellt - der Maßstab strichförmige Markierungen 12 auf, deren Re­ flexionsvermögen sich von dem des Maßstabes unterscheidet. Ferner weist der Detektor 10 zwei gegeneinander versetzte Sensoren 101 und 102 auf, die so ausgebildet und angeord­ net sind, daß jeder von ihnen das Reflexionsvermögen eines Bereichs erfaßt, dessen Abmessungen kleiner als die Breite eines Strichs bzw. der Abstand eines Strichs ist, daß beide Sensoren 101 und 102 zusammen aber einen Bereich abtasten, der gleich einer Strichbreite bzw. einem Strich­ abstand ist.

Die Einrichtung, deren Aufbau anhand der Fig. 1 und 2 erläutert worden ist, arbeitet wie folgt:

Aufgrund der schlupffreien Verschiebung des Schlittens 5 auf dem Körper 2 sowie der schlupffreien Führung des Maß­ stabes 1 im Schlitten 5 ist die Länge des Abschnittes des Maßstabes, der am Detektor 10 vorbeigeschoben wird, gleich der Strecke, die der Schlitten 5 auf dem Bezugskör­ per 2 zurückgelegt hat. Anhand der Ausgangssignale der Sensoren 101 und 102 kann diese Länge ermittelt werden.

Durch die Verwendung zweier Sensoren ist es möglich, Ab­ stände, die kleiner als ein Strichabstand bzw. eine Strich­ breite sind, aufzulösen. Darüber hinaus kann aus der zeit­ lichen Abfolge der einzelnen Ausgangssignale erkannt wer­ den, ob sich die Bewegungsrichtung des Schlittens umkehrt.

Eine Auswerteelektronik 11, die diese Bestimmungen durch­ führt, kann jederzeit leicht aus handelsüblichen Bauele­ menten aufgebaut werden, so daß ihr Aufbau an dieser Stel­ le nicht erläutert werden muß. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine mikroprozessor-gesteuerte Auswerteeinheit zu verwenden.

Anstelle von Markierungen, deren Reflexionsvermögen sich ändert und die unter Umständen eine geeignete Beleuchtung erfordern, können beispielsweise auch Markierungen verwen­ det werden, deren Transmissionsvermögen sich ändert. Dar­ über hinaus können auch andere Sensoren als Photosensoren verwendet werden, beispielsweise mechanische oder magne­ tische Sensoren, denen entsprechende mechanische oder ma­ gnetische Markierungen des Maßstabs zugeordnet sind. Auch können anstelle der Saugnäpfe 3, die zur Befestigung der Enden des Maßstabes dienen, andere Befestigungsmittel, beispielsweise Magnethalter, Klebehalter etc. vorgesehen werden. Ferner ist es möglich, die Markierungen im Bereich der Maßstab-Enden zu variieren, so daß der Schlitten er­ kennen kann, ob er sich einem Ende des Maßstabes nähert.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Längenmessung mit einem Maßstab, auf dem Markierungen angebracht sind, die ein Detektor abta­ stet, der an einem entlang dem Maßstab verschiebbaren Schlit­ ten angebracht ist, und einer Auswerteeinheit, die aus der erfaßten Markierung die Verschiebung des Schlittens be­ stimmt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - der Maßstab (1) ist flexibel und lediglich an seinen Enden an einem Bezugskörper (2) befestigt,
• - der Schlitten (5) weist zwei Gleitrollen (7) auf, mit denen er auf dem Bezugskörper (2) aufliegt und spielfrei verschiebbar ist,
• - der Maßstab (1) ist zwischen den Gleitrollen (7) und zwei Führungsrollen (8) spielfrei geführt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Andruckelemente (9) vorgesehen sind, durch die der flexible Maßstab (1) straff an den Gleit- und Führungsrollen (7, 8) anliegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen Striche (12) sind, deren Reflexionsvermögen und/oder Transmissionsver­ mögen sich von dem des Maßstabes (1) unterscheidet, und daß der Detektor (10) ein photoelektrischer Sensor ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (10) aus zwei gegeneinander versetzten Sensoren (101, 102) besteht, die so ausgebildet sind, daß jeder Sensor (101, 102) einen Bereich abtastet, dessen Abmessungen kleiner als ein Strichabstand bzw. eine Strichbreite sind, und die so angeordnet sind, daß beide Sensoren zusammen einen Bereich abtasten, dessen Abmessungen gleich einer Strichbreite bzw. einem Strichabstand sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteeinheit (11) aus den Ausgangssignalen der beiden Sensoren (101, 102) eine Bewegungsumkehr des Schlittens (5) ermittelbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Maßstab (1) eine Codierung vorgesehen ist, durch die von der Auswerte­ einheit (11) der Beginn und das Ende des Maßstabes (1) erfaßbar sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Maßstab (1) mit Magnethaltern oder Saugnäpfen (3) am Bezugskörper (2) befestigt ist.