DE7507398U - Length measurement - Google Patents
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Description
75 07 598.2 ^ Q ··"·!.:.. "I" i»! 16- April 197575 07 598.2 ^ Q ·· "·!.: .." I "i»! April 16, 1975
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LängenmeßeinrichtungLength measuring device
Die Erfindung betrifft eine Längenmeßeinrichtung mit einem Maßstab, dessen Teilung außerhalb der neutralem Faser liegt und von einer Abtastbaueinheit abgetastet wird, die am zu messenden Objekt angekoppelt ist und an einer von der Führung des zu messenden Objektes unabhängigen Führung verschiebbar ist. Das zu messende Objekt kann der Schlitten einer Bearbeitungs- oder Meßmaschine sein.The invention relates to a length measuring device with a Scale, the division of which lies outside the neutral fiber and is scanned by a scanning unit that is on to measuring object is coupled and to a guide that is independent of the guidance of the object to be measured is movable. The object to be measured can be the slide of a machining or measuring machine.
Bei bekannten Längenmeßeinrichtungen mit einem Maßstab, dessen Teilung außerhalb der neutralen Faser liegt, bewirken Verbiegungen des Maßstabes in seiner Gebrauchslage Meßfehler. In known length measuring devices with a scale whose division is outside the neutral fiber, bending of the scale in its position of use causes measurement errors.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Längenmaßeinrichtu&g der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Hinblick auf die Meßgenauigkeit einer Meßeinrichtung mit in der neutralen Faser des Maßstabkörpers liegenden Teilung gleichwertig ist, sich dabei aber durch eine einfache Bauweise auszeichnet. The object of the invention is to provide a length measuring device To create the type mentioned at the outset, in terms of the measuring accuracy of a measuring device with in the neutral Fiber of the scale body lying division is equivalent, but is characterized by a simple design.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Abtastbaueinheit an einem am zu messenden Objekt angebrachten Mitnehmer unter Zwischenschaltung gelenkarti— ger Bauteile derart angekoppelt ist, daß eine Kompensation von durch Deformationen des Maßstabes und/oder Führungsungenauigkeiten der Abtastbaueinheit hervorgerufenen Fehlern bewirkt wird.The invention solves the problem posed in that the scanning unit is attached to an object to be measured The driver is coupled with the interposition of joint-like components in such a way that compensation caused by deformation of the scale and / or guide inaccuracies of the scanning unit Errors is caused.
Eine Kompensation von Fehlern, die durch Deformationen des Maßstabes hervorgerufen werden, erfolgt nach derCompensation for errors caused by deformation of the scale takes place after the
7507398 3107,7.57507398 3107.7.5
Erfindung dadurch, daß sich die Abtastbau'einheit direkt ι an der die Teilung tragenden Fläche des Maßstabes ab-■| stützt und am Mitnehmer in Höhe der neutralen Faser des Maßstabkörpers gelenkig angekoppelt ist.Invention in that the Abtastbau'einheit directly ι where the split bearing surface of the scale off ■ | and is articulated on the driver at the level of the neutral fiber of the scale body.
Eine besonders hohe Meßgenauigkeit kann nach einer weiteren Maßnahme der Erfindung dadurch erzielt werden, daß die Abtastbaueinheit, an der z.B. eine Gitterabtastplatte angebrachc ist, in einer ersten Ebene in Höhe der neutralen Faser des Maßstabkörpers gelenkig am Mitnehmer angekoppelt ist und in einer zweiten dazu rechtwinklig liegenden Ebene in Höhe der in Meßrichtung verlaufenden Mittelachse der Teilung der Gitterabtastplatte gelenkig am Mitnehmer angekoppelt ist. Durch diese Ankopplung wird eine Kompensation von Fehlern bewirkt, die durch Deformationen des Maßstabes in seiner Gebrauchslage und Führungsungenauigkeiten der Abtastbaueinheit hervorgerufen werden.According to a further measure of the invention, a particularly high measurement accuracy can be achieved by that the scanning assembly, to which, for example, a grating scanning plate is attached, is at a first level the neutral fiber of the scale body articulated on the driver is coupled and in a second plane lying at right angles thereto at the level of the plane extending in the measuring direction Central axis of the division of the grid scanning plate is articulated on the driver. Through this coupling a compensation for errors caused by deformations of the scale in its position of use and inaccuracies in the guidance of the scanning unit be evoked.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Further features of the invention emerge from the claims.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Längenmeß'? zurichtung nach der Erfindung dargestellt.In the drawing are exemplary embodiments of the length measurement '? preparation shown according to the invention.
E3 zeigtE3 shows
Figur 1 schematisch eine erste Ausführungsform der Ankopplung nach der Erfindung,Figure 1 schematically shows a first embodiment the coupling according to the invention,
Figur 2 eine Seitenansicht zu Figur 1,Figure 2 is a side view of Figure 1,
Figur 3 eine weitere Ausführungsform der Ankopplung nach der Erfindung,Figure 3 shows a further embodiment of the coupling according to the invention,
Figur 4 eine Seitenansicht zu Figur 3,Figure 4 is a side view of Figure 3,
Figur 5 die Ankopplung nach der Erfindung bei einer gekapselten digitalen Längenmeß— einrichtung,FIG. 5 shows the coupling according to the invention with an encapsulated digital length measurement Facility,
7507398 31.C7.757507398 31.C7.75
Figur 6 einen Schnitt nach der Linie A—BFIG. 6 shows a section along the line A-B
der Figur 5, ^of Figure 5, ^
Figur 7 einen Schnitt nach der LJ.nie C-D .[FIG. 7 a section along the LJ.nie C-D.
der Figur 5·of figure 5
In Figur 1 und 2 ist mit 1 der Gittermaßstab einer in— j kreinentalen Meßeinrichtung bezeichnet. Die Abtastbau- j;In FIGS. 1 and 2, 1 denotes the grid scale of an internal measuring device. The scanning construction j;
einheit 2, die die Gitterabtastplatte 3 trägt, stützt |; unit 2 carrying the grating scanning plate 3 supports | ;
sich über Gleitschuhe 4 direkt am Gittermaßstab 1 ab. |via sliding shoes 4 directly on the lattice scale 1. |
An der Abtastbaueinheit 2 sind auch die Beleuchtungsein— ί richtung sowie die photoelektronischen Bauelemente vor— f" gesehen. In der zur Teilungsebene des Gittermaßstabes 1 senkrechten Ebene ist die Abtastbaueinheit 2 über Rollen 5/6 Bm Träger des Gittermaßstabes 1 geführt. Dieser Träger ist in Figur !? ein biegesteifer Hohlkörper 24, an dem der Gittermaßstab 1 befestigt ist.The lighting device and the photoelectronic components are also seen on the scanning unit 2. In the plane perpendicular to the dividing plane of the grating scale 1, the scanning unit 2 is guided over rollers 5/6 Bm carriers of the grating scale 1. This carrier is shown in FIG Figure!? A rigid hollow body 24 to which the lattice scale 1 is attached.
Die Abtastbaueinheit 2 ist über einen Mitnehmer 7 am zu messenden Objekt, z.B. einem Maschinentisch, angekoppelt. Die Ankopplung erfolgt nach der Erfindung dadurch, daß die Abtastbaueinheit 2 in Höhe der neutralen Feser des Gittermaßstabes 1 Gelenkig am Mitnehmer 7 angekoppelt ist· Das Golenk wird in Figur 1 durch Blattfedern 8 und 9 ge bildet, deren Mittelachse in Höhe der neutralen Faser des Gittermaßstabes 1 liegt. Die Blattfeder 8 ist dabei an der Abtastbaueinheit 2 und an einem winkelförmigen Bauteil 11 befestigt. Die Blattfeder 9 ist zwischen dem Mitnehmer 7 und einem winkelförmigen Bauteil 12 angebracht. Durch diese Ankopplung der Abtestbaueinheit 2 in Höhe der neutralen Faser des Gittermaßstabes 1 werden Fehler kompensiert, die durch Deformationen des Gittermaßstabes 1 hervorgerufen werden. Derartige Deformationen können beispielsweise schon beim Befestigen des Gittermaßstabes 1 in seiner Halterung auftreten. The scanning unit 2 is coupled to the object to be measured, for example a machine table, via a driver 7. The coupling takes place according to the invention in that the scanning unit 2 is articulated to the driver 7 at the level of the neutral Feser of the lattice scale 1. The Golenk is formed in Figure 1 by leaf springs 8 and 9 , the center axis of which is at the level of the neutral fiber of the lattice scale 1 lies. The leaf spring 8 is attached to the scanning unit 2 and to an angular component 11 . The leaf spring 9 is attached between the driver 7 and an angular component 12. This coupling of the scanning unit 2 at the level of the neutral fiber of the lattice scale 1 compensates for errors that are caused by deformations of the lattice scale 1 . Deformations of this kind can occur, for example, as soon as the lattice scale 1 is fastened in its holder .
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ftft
■■■■■■
Jit ^-, I Jit ^ - , I.
ti ι ; r i» : c -. :ti ι; ri »: c -. :
Eine besonders hohe Meßgenauigkeit kann durch eine weitere Ankopplungsmaßnahme dadurch erzielt werden, daß die Abtastbaueinheit 2 in einer zweiten, zur vorgenannten Ankoppiungsebene senkrecht liegenden Ebene in Höhe der in Meßrichtung verlaufenden Hittelachse M der Gitterteilung der Abtastplatte 3 bzw. des Gittermaßstabes 1 gelenkig am Mitnehmer 7 angekoppelt ist. Die Gelenke werden wieder durch Blattfedern 13 und 14 gebildet, die in Höhe der Mittelachse M der Gitterabtastplatte 3 angebracht sind. Die Blattfedern 13 und 14 sind an einem U—förmigen Ver— bindungsteil 10 und an den winkelförmigen Bauteilen 11 und 12 befestigt. Durch diese Ankopplung der Abtastbau— einheit 2 in Höhe der Mittelachse M der Gitterteilung der Abtastplatte 3 können auch Fehler kompensiert werden, die durch Führungsungenauigkeiten der Abtastbaueinheit 2 in der zur Teilungsebene des Gittermaßstabes 1 senkrechten Ebene hervorgerufen werden.A particularly high measurement accuracy can be achieved by a further Coupling measure can be achieved in that the scanning unit 2 in a second plane perpendicular to the aforementioned coupling plane at the height of the in Central axis M of the grid graduation running in the direction of measurement the scanning plate 3 or the lattice scale 1 is articulated to the driver 7. The joints will be back formed by leaf springs 13 and 14 which are attached at the level of the central axis M of the grid scanning plate 3. The leaf springs 13 and 14 are on a U-shaped ver- binding part 10 and on the angular components 11 and 12 attached. This coupling of the scanning unit 2 at the level of the central axis M of the grating of the Scanning plate 3 can also be compensated for errors caused by guiding inaccuracies of the scanning unit 2 in the plane perpendicular to the division plane of the lattice scale 1 are caused.
Die Figur 3 und 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Abtastbaueinheit 2 mittels einer Blattfeder 15 in Höhe der neutralen Faser des Gittermaßstabes 1 gelenkig an einem Mitnehmer 71 angekoppelt ist. In der anderen, dazu senkrechten Ebene ist die Abtastbaueinheit 2 aber mittels knick— steifer Drähte 16 und 17 in Höhe der Mittelachse M der Gitter— teilung der Abtastplatte 3 gelenkig am U—förmigen Mitnehmer angekoppelt. Die Blattfeder 15 ist an der Abtastbaueinheit und an einem U—förmigen Bauteil 18 befestigt, an dem auch die Drähte 16 und 17 befestigt sind.FIGS. 3 and 4 show an embodiment in which the scanning unit 2 is articulated to a driver 7 1 by means of a leaf spring 15 at the level of the neutral fiber of the lattice scale 1. In the other, perpendicular plane, the scanning unit 2 is articulated to the U-shaped driver by means of rigid wires 16 and 17 at the level of the central axis M of the grid division of the scanning plate 3. The leaf spring 15 is attached to the scanner assembly and to a U-shaped member 18 to which the wires 16 and 17 are also attached.
Die Figuren 5 bis 7 zeigen eine lichtelektrische Längenmeßeinrichtung
in gekapselter Ausführung, bei der das in Figur 1 dargestellte Ankoj plungsprinzip mit besonderem
Vorteil engewandt ist.
Die Teilung des Gittermaßstabes Λ* und die Teilung derFIGS. 5 to 7 show a photoelectric length measuring device in an encapsulated design, in which the coupling principle shown in FIG. 1 is used with particular advantage.
The division of the grid scale Λ * and the division of the
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Gitterabtastplatte J^ werden mittels einer Lampe über einen Kondensor beleuchtet. Die Beleuchtungseinrichtung 19» die die Lampe und den Kondensor enthält, ist an der Abtastbaueinheit 2y, angebracht. Das die Gitter 1.^/3-1 curchsetzende Licht wird auf Photoelemente 20/21 (Figur 6) geworfen. Das elektrische Ausgangssignal der Photoelemente 20/21 wird über die Ausgänge 22/23 direkt einem elektronischen Vor—/Rückwärtszähler (nicht dargestellt) der im deutschen Gebrauchsmuster 7 4-13 290 beschriebenen Art zugeführt wird.Grid scanning plate J ^ are illuminated by means of a lamp through a condenser. The lighting device 19 ', which contains the lamp and the condenser, is attached to the scanning unit 2y . The light penetrating the grids 1. / 3-1 is thrown onto photo elements 20/21 (FIG. 6). The electrical output signal of the photo elements 20/21 is fed directly to an electronic up / down counter (not shown) of the type described in the German utility model 7 4-13 290 via the outputs 22/23.
Der Gittermaßstab "L· und die Abtastbaueinheit 2,, sind zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse in einem biegesteifen Hohlkörper 24 eingebracht, der zweckmäßig aus strangge— zogenem Aluminium hergestellt ist. Der Gittermaßstab 1,. ist am Hohlkörper 24 durch Kleben befestigt. Die Abtastbaueinheit 2y. .1st über Gleitschuhe 4- direkt am Gitter— maßstab 1,. und fber Kugellager 5/i/6^ am Hohlkörper 24 geführt. Ein Kugellager 25, das über eine Blattfeder 26 an der Abtastbaueinheit 2- angebracht ist und sich am Hohlkörper 24 abstützt, drückt die Abtastbaueinheit 2* gegen die Führungsflächen am Gittermaßstab "L und Hohlkörper Der Hohlkörper 24 ist mittels biegsamer, dachförmig angeordneter Dichtlippen 27/28 verschlossen, durch die ein schlanker schwertförmiger Mitnehmer 29 hindurchgreift.The lattice scale "L" and the scanning unit 2 "are placed in a rigid hollow body 24, which is expediently made of extruded aluminum, for shielding against environmental influences. The lattice scale 1 ,. Is attached to the hollow body 24 by gluing. The scanning unit 2y. .1st guided via sliding shoes 4- directly on the grid scale 1, and via ball bearings 5 / i / 6 ^ on the hollow body 24. A ball bearing 25 which is attached to the scanning unit 2- via a leaf spring 26 and is supported on the hollow body 24 , presses the scanning unit 2 * against the guide surfaces on the lattice scale "L" and the hollow body. The hollow body 24 is closed by means of flexible, roof-shaped sealing lips 27/28 through which a slender, sword-shaped driver 29 extends.
Die Ankopplung der Abtastbaueinheit 2* an den Mitnehmer erfolgt wie in Figur 1 und 2 durch Blattfedern 8^ und 9* bzw. 13^ und Ί4^· Die Blattfedern 8^ und 9/] sind in Höhe der neutralen fräser des Gittermaßstabes 1^ angeordnet. Durch diese Ankopplung können Fehler kompensiert werden, die durch Deformationen des Gittermaßstabes 1,. hervorgerufen werden. Die Blattfedern 13* und 14^ sind in Höhe der Mittelachse M der Gitterabtastplatte 3^ angeordnet.The coupling of the scanning unit 2 * to the driver takes place as in Figure 1 and 2 by leaf springs 8 ^ and 9 * or 13 ^ and Ί 4 ^ · The leaf springs 8 ^ and 9 /] are at the level of the neutral router of the grid scale 1 ^ arranged. This coupling can compensate for errors caused by deformations of the lattice scale 1,. be evoked. The leaf springs 13 * and 14 ^ are arranged at the level of the central axis M of the grid scanning plate 3 ^.
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Durch diese Ankopplung können Fehler kompensiert werden,This coupling allows errors to be compensated,
die durch Ungenauigkeiten der Führungsbahn am Hohlkörper 24- hervorgerufen werden. Die Blattfeder 8,, ist an der Abtastbaueinheit 2,, und am winkelförmigen Bauteil 11. befestigt, die Blattfeder 9>» am winkelförmigen Bauteil 12„ und dem vorspringenden Teil 7* des schwertförmigen Mitnehmers 29 angeordnet. Die Blattfedern 13,, und 14,. sind am winkelförmigen Bauteil 11,, und 12,, und an einem U—förmigen Verbindungsteil 1CL befestigt.which are caused by inaccuracies in the guideway on the hollow body 24-. The leaf spring 8 '' is attached to the scanning unit 2 '' and on the angular component 11, the leaf spring 9 '' is arranged on the angular component 12 '' and the protruding part 7 * of the sword-shaped driver 29. The leaf springs 13 ,, and 14 ,. are attached to the angular component 11 ,, and 12 ,, and to a U-shaped connecting part 1CL.
Die Erfindung ist niuht auf die gezeigte lichtelektrische Meßeinrichtung beschränkt, sondern sie ist selbstverständlich auch bei optischen, induktiven, kapazitiven Meßeinrichtungen anwendbar.The invention is similar to the photoelectric shown Measuring device limited, but it is of course also in optical, inductive, capacitive measuring devices applicable.
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Claims (10)
des Gittermaßstabes (1„) liegende, vorzugsweise '; 10.) Length measuring device according to claim 9, characterized in that an oblique to the division plane
of the grid scale (1 ") lying, preferably ';
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE7507398U true DE7507398U (en) | 1975-07-31 |
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ID=1313742
Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4149319A (en) * | 1976-06-25 | 1979-04-17 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positioning apparatus |
DE19543647A1 (en) * | 1995-11-23 | 1997-05-28 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Length measuring device for measuring the relative position of two objects |
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0
- DE DE7507398U patent/DE7507398U/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4149319A (en) * | 1976-06-25 | 1979-04-17 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positioning apparatus |
DE19543647A1 (en) * | 1995-11-23 | 1997-05-28 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Length measuring device for measuring the relative position of two objects |
US5924214A (en) * | 1995-11-23 | 1999-07-20 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Length measuring apparatus for measuring the relative position of two objects |
DE19543647C2 (en) * | 1995-11-23 | 2000-05-04 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Length measuring device for measuring the relative position of two objects |
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