DE8407982U1 - Incremental length or angle measuring device - Google Patents

Incremental length or angle measuring device

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DE8407982U1 DE19848407982 DE8407982U DE8407982U1 DE 8407982 U1 DE8407982 U1 DE 8407982U1 DE 19848407982 DE19848407982 DE 19848407982 DE 8407982 U DE8407982 U DE 8407982U DE 8407982 U1 DE8407982 U1 DE 8407982U1
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Description

Inkrement&le Längen- oder Winkelmeße£nrichtungIncremental length or angle measuring device

Die Erfindung betrifft eine inkrementale Längenoder ftink&lmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruf-heä 1.The invention relates to an incremental length or thickness measuring device according to the preamble of claim 1.

im Hauptpatent...(Patentanmeldung P 33 11 2o4.5) ist eine inkrementale Längen- oder Winkelmeße.'^- richtung zur Messung der Relativlage zweier Objekte beschrieben, bei der eine Maßverkörperung in Form einer ersten Teilscheibe an einer Welle befestigt ist/ die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist; die Welle und das Gehäuse sind mit den zu messenden Objekten verbunden. Die erste Teilscheibe weist eine erste Inkrementalteilung mit absolut zugeordneten Referenzniarken auf, denen wiederum jeweils eine Codemarke zur Identifizierung zugeordnet ist. Auf der Welle ist eine zweite Teilscheibe mit einer zweiten Inkrementalteilung, mit einer Markierung zum Zähleretart, mit einer Markierung zum ZHhleretopp und mit einem Abtastfeld zum Abtasten der CodemarViin der ersten Teilschei= be relativ zur ersten Teilscheibe drehbar gelagert. Im Gehäuse ist ortsfest eine Abtasteinrich-In the main patent... (patent application P 33 11 204.5) an incremental length or angle measuring device for measuring the relative position of two objects is described, in which a measuring embodiment in the form of a first graduated disk is attached to a shaft which is rotatably mounted in a housing; the shaft and the housing are connected to the objects to be measured. The first graduated disk has a first incremental division with absolutely assigned reference marks, each of which is in turn assigned a code mark for identification. A second graduated disk with a second incremental division, with a marking for the counter start, with a marking for the counter stop and with a scanning field for scanning the code mark in the first graduated disk is rotatably mounted relative to the first graduated disk on the shaft. A scanning device is fixed in the housing.

— 4 ——4—

tung mit einer Abtastplatte befestigt, die jeweils ein Abtastfeld zur Abtastung fler ersten Inkrementalteilung der ersten Teilscheibe und der zweiten Inkrementalteilung sowie der Markierung zum ZSk- ^ lerstart der zweiten Teilscheibe aufweist. Zur Gewinnung einer Bezugsposition zu Beginn einet Messung bzw. zur Reproduktion dieser Bezugsposition bei einer Störung, bei der der momentane Positionsmeßwert verloren geht, werden £>eim Stillstand der zu messenden Objekte und damit auch der ersten Teilscheibe ein Zähler in der Auswerteeinrichtung der Meßeinrichtung beispielsweise auf Null gesetzt und die zweite Teilscheibe mittels eines Motors in Drehung versetzt. Wenn das Abtastfeld der Abtastplatte die Markierung zum Zählerstart auf der zweiten Teilscheibe abtastet, wird der Zähler gestartet. Von diesem Zeitpunkt an werden die zweite Inkrementalteilung der zweiten Teilscheibe vom zugehörigen Abtastfeld aut der Abtastplatte abgetastet und die Teilungsperioden dieser zweiten Inkremental teilung bei der Drehung der zweiten Teilscheibe gezählt. Wenn die Markierung zum Zählerstopp auf der zweiten Teilscheibe die nächste Referenzmarke auf der stillstehenden ersten Teilscheibe abtastet, wird der Zähler gestoppt. Der Zähler enthält jetzt als Positionsmeßwert den Winkelweg, den die zweite Teilscheibe vom Zählerstart bis zum ZMhlerstopp zurückgelegt hat. Das Abtastfeld auf der zweiten Teilscheibe zum Abtasten der Codemarken auf der ersten Teilscheibe hat gleichzeitig den absoluten Positionswert aus der znr abgetasteten Referenzmarke gehörigen Codemarke abgelesen. Dieser absolute Positionewewt wird nun in diedevice with a scanning plate, each of which has a scanning field for scanning the first incremental division of the first graduated disk and the second incremental division as well as the marking for the start of the counter on the second graduated disk. To obtain a reference position at the start of a measurement or to reproduce this reference position in the event of a fault in which the current position measurement value is lost, a counter in the evaluation device of the measuring device is set to zero, for example, when the objects to be measured and thus also the first graduated disk are at a standstill and the second graduated disk is set in rotation by means of a motor. When the scanning field of the scanning plate scans the marking for the start of the counter on the second graduated disk, the counter is started. From this point on, the second incremental division of the second graduated disk is scanned by the corresponding scanning field on the scanning plate and the graduation periods of this second incremental division are counted as the second graduated disk rotates. When the counter stop mark on the second indexing disk scans the next reference mark on the stationary first indexing disk, the counter is stopped. The counter now contains the angular path that the second indexing disk has traveled from the counter start to the counter stop as a position measurement value. The scanning field on the second indexing disk for scanning the code marks on the first indexing disk has simultaneously read the absolute position value from the code mark belonging to the scanned reference mark. This absolute position value is now entered into the

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Auswerteeinrichtung eingegeben und dem Positionsmeßwert dee Zählers hinzugefügt. In der Auewerteeinriehtung steht somit der absolute Positionewert an, den die erste Teilscheibe zum Gehäuse momentan ein= nimmt. Naoh dieser Gewinnung der Beeugspoeition können die Messung begonnen bzw. naeh dieser Reproduktion der Bezugsposition die infolge der Störung unterbrochene Messung fortgesetzt werden, indem die erste Inkrementalteilung der sich nun wieder drehenden ersten Teilscheibe vom augehörigen Abtastfeld auf der Abtastplatte der Abtasteinrichtung abgetastet und die Teilungsperi«5den dieser ersten Inkrementalteilung gezahlt we*4en; am zählerausgang steht somit der Positionemeftwert der momentanen Position der ersten Teilscheibe bezüglich des Gehäuses zur Verfügung.The value is entered into the evaluation device and added to the position measurement value of the counter. The evaluation device therefore has the absolute position value that the first graduated disk currently occupies in relation to the housing. After obtaining the deflection position, the measurement can be started or, after reproducing the reference position, the measurement that was interrupted due to the disturbance can be continued by scanning the first incremental division of the first graduated disk, which is now rotating again, from the corresponding scanning field on the scanning plate of the scanning device and counting the division periods of this first incremental division; the position measurement value of the current position of the first graduated disk in relation to the housing is therefore available at the counter output.

Die Abtastplatte der Abtasteinrichtung dieser Meßeinrichtung weist zwei Teilungsebenen auf, die stufenförmig parallel zueinander versetzt sind. Auf der ersten Teilungsebene befinden sich das Abtastfeld für die erste Inkrementalteilung der ersten Teilscheibe und auf der zweiten Teilungsebene das Abtastfeld für die zweite inkrementalteilung der zweiten Teilscheibe und das Abtastfeld für die Markierung zum Zählerstart auf der zweiten Teilseheibe. Eine solche Abtastplätte mit Abtastfeldern in zwei stufenförmig zueinander versetzten Teilungsebenen ist relativ aufwendig in der Herstellung.The scanning plate of the scanning device of this measuring device has two graduation planes that are offset parallel to one another in a stepped manner. On the first graduation plane there is the scanning field for the first incremental division of the first graduated disk and on the second graduation plane there is the scanning field for the second incremental division of the second graduated disk and the scanning field for the marking for the counter start on the second graduated disk. Such a scanning plate with scanning fields in two graduation planes that are offset parallel to one another in a stepped manner is relatively complex to manufacture.

Zudem liegen bei der ersten Teilscheibe die erste Inkrementalteilung auf der einen Oberfläche als Teilungsebene und die Referenzmarken mit den zugehörigen Codemarken auf der gegenüberliegenden Oberfläche als Teilungsebene. Die Einstellung der op- tiraaien Abstände (Abtastspalte) zwischen den unter-In addition, the first incremental division of the first graduated disk is on one surface as the division plane and the reference marks with the associated code marks are on the opposite surface as the division plane. The setting of the optimal distances (scanning gaps) between the different

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einander korrespondierenden Teilungeebenen der Abtastplatte/ der ersten Teilseheibe und der zweiten Teilscheibe ist daher ebenfalls aufwendig.The corresponding graduation planes of the scanning plate/the first graduation disk and the second graduation disk are therefore also complex.

S Der Erfindung liegt die Aufgabe augrunde, bei einer inkrementalen Meßeinrichtung der genannten Gattung die Herstellung der Abtastplatte und der ersten Teilscheibe zu vereinfachen und die Einstellung der optimalen Abstünde zwischen den miteinander korrespendierenden Teilungeebenen zu erleichtern.S The invention is based on the object of simplifying the manufacture of the scanning plate and the first graduated disk in an incremental measuring device of the type mentioned and of facilitating the setting of the optimal distances between the corresponding graduation planes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kenn» zeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing feature of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Abtastplatte anstelle von awei stufenförmig zueinander versetzten Teilungsebenen für die Abtastfelder nur noch eine Teilungsebene aufweist und daß die erste Inkrementalteilung der ersten Teilscheibe sich zusammen mit den absolut zugeordneten Referenzmarken und zugehörigen Codemarken auf nur einer Oberfläche der ersten Teilscheibe als Teilungsebene befindet. Die Herstellung der Abtastplatte und der ersten Teilscheibe werden somit erheblich vereinfacht und verbilligt und die Einstellung der optimalen Abstände zwischen den miteinander korrespondierenden Teilungsebenen wesentlieh erleichtert, so daß sieh insgesamt eine einfacher aufgebaute und preiswertere Meßeinrichtung mit verringertem Justierungsaufwand ergibt.The advantages achieved with the invention are in particular that the scanning plate has only one division plane instead of two graduation planes for the scanning fields that are offset in steps and that the first incremental division of the first graduation disk is located together with the absolutely assigned reference marks and associated code marks on only one surface of the first graduation disk as a division plane. The manufacture of the scanning plate and the first graduation disk is thus considerably simplified and made cheaper and the setting of the optimal distances between the corresponding graduation planes is made significantly easier, so that overall a simpler and less expensive measuring device with reduced adjustment effort is obtained.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.

Ein ,Ausführungsbeispiel eier Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of an invention is explained in more detail using the drawing.

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Es aeigenIt aeigen

Figur 1 eine inkrementale Winkelmeßeinrichtung im Längsschnitt;Figure 1 shows an incremental angle measuring device in longitudinal section;

Figur 2 eine Ansicht eines Ausschnittes aus eineir zweiten Teilscheibe;Figure 2 is a view of a section of a second partial disc;

Figur 3 eine Aneicht eines Ausschnittes Ie aue einer ersten Teilscheibe undFigure 3 is a view of a section Ie from a first partial disc and

Figur 4 eine Ansieht einer Abtastplatte.Figure 4 is a view of a scanning plate. Die in Figur 1 im Längsschnitt dargestellte inkre-The incremental oscillation shown in Figure 1 in longitudinal section

IS mentale Winkelmeßeinriehtuing weist ein Gehäuse 1 auf, das in nicht gezeigter Weise an einem ersten au messenden Objekt in Form des Betts einer Bearbeitungsmaschine befestigt ist. Aus dem Gehäuse 1 ragt eine Helle 2 heraus, die an einem zweiten zu messenden Objekt in Form einer Spindel der Bearbeitungsmaschine befestigt ist. Die Welle 2 ist im Gehäuse 1 drehbar gelagert tuad im inneren des Gehäuses 1 mit einer Maßverkörpierung in Form einer ersten Teilscheibe 3 verbunden* Diese erste Teilscheibe 3 ist im Ausschnitt in figur 3 gezeigt und weist auf einer ersten Teilungseibene TE eine erste Inkrementälteilung 4 in Form eines Strichgitters sowie der ersten iakr@Kt@a&&iteilttng 4 absolut zugeordnete Referenzmarken R ...R auf. Die Absolutposition der einzelnen Refierenzmarken R .. .R bezüglich des Teilungsnullpttoktes O der ersten Inkrementalteiluag 4 wird dureh Codemarken C ...C ge-The mental angle measuring device has a housing 1 which is fastened in a manner not shown to a first object to be measured in the form of the bed of a processing machine. A shaft 2 protrudes from the housing 1 and is fastened to a second object to be measured in the form of a spindle of the processing machine. The shaft 2 is rotatably mounted in the housing 1 and is connected inside the housing 1 to a measuring embodiment in the form of a first graduated disk 3. This first graduated disk 3 is shown in detail in figure 3 and has on a first graduation plane TE a first incremental graduation 4 in the form of a grating and reference marks R ... R which are absolutely assigned to the first graduation plane 4. The absolute position of the individual reference marks R .. .R with respect to the division zero point O of the first incremental division 4 is determined by code marks C ...C.

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kennzeichnet, die die Absolutpositionen der zugehörigen Referenzmarken R ...R als codierte Inforraa-which indicates the absolute positions of the associated reference marks R ...R as coded information

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tion, beispielsweise als sogenannten Barcode enthalten. Me Referenzmarken R .. .R bestehen intion, for example as a so-called barcode. Me reference marks R .. .R consist of

&ogr; &eegr;η η

nicht gezeigter weise jeweils aus identischen Strichgruppen mit einer bestimmten unregelmäßigen fltrichverteilung.not shown, each consisting of identical groups of lines with a certain irregular distribution of lines.

Auf dar Welle 2 ist ei» TrMgerkexper in Form einer aweiten Teilscheibe S relativ zur ersten Teilscheibe 3 drehbar gelagert. Eine zweite Teilungeebene TE2 auf der zweiten Teilscheibe 5 ist der ersten Teilungeebene TE1 auf der ersten Teilscheibe 3 in einem bestimmten parallelen Abstand zugewandt und weist gemäß einem Ausschnitt nach Figur 2 eine aweite Infcrementalteilung T2 als Abtastfeld für die erste inkrementalteilung 4 der ersten Teilscheibe 3 auft die zweite Inkrementalteilung T2 ist mitOn the shaft 2, a carrier element in the form of a wide graduated disk S is mounted so as to be rotatable relative to the first graduated disk 3. A second graduation plane TE 2 on the second graduated disk 5 faces the first graduation plane TE 1 on the first graduated disk 3 at a certain parallel distance and, according to a section of Figure 2, has a wide incremental graduation T 2 as a scanning field for the first incremental graduation 4 of the first graduated disk 3. The second incremental graduation T 2 is provided with

IS der ersten Inkrementalteilung 4 identisch. Auf der zweiten Teilungeebene TE2 der zweiten Teilscheibe 5 sind noch Abtast£eider 17 für die ReferenzmarkenIS of the first incremental graduation 4 is identical. On the second graduation plane TE 2 of the second graduated disk 5 there are also scanning elements 17 for the reference marks

R ...R und Abtastfelder 18 für die zugehörigen Codeo &eegr;R ...R and scanning fields 18 for the associated codeo &eegr;

marken G ...C auf der ersten Teilscheibe 3 vorgesehen;marks G ...C are provided on the first graduated disc 3;

O IlO Il

diese Abtastfelder 17 weisen eine mit der Strichverteilung der Referenzmarken R0...Rn identische Strichverteilung auf. Des weiteren befindet sieh auf der zweiten Teilungsebene TE2 eine dritte Inkrementalteilung 6, die mit der ersten Inkrementalteilung 4 der ersten Teilscheibe 3 bezüglich der Winkelinkremente übereinstimmt, d.h., die Abtastung der dritten Inkrementalteilung 6 und die Abtastung der ersten Xnkrementalteilung 4 ergeben jeweils den gleichen Positionswert für eine bestimmte identische Winkellage der zweiten Teilseheibe 5 und der ersten Teilscheibe 3. Auf der zweiten Teilungsebene TE- der zweiten Teilscheibe 5 befinden sich noch Markierungen 15 für einen Zählerstart, die jeweils aus identischen Strichgruppen mit einer bestimmten unregelmäßigen Strichverteilung bestehen.these scanning fields 17 have a line distribution identical to the line distribution of the reference marks R 0 ... R n . Furthermore, on the second graduation plane TE 2 there is a third incremental graduation 6 which corresponds to the first incremental graduation 4 of the first graduated disk 3 in terms of the angular increments, ie the scanning of the third incremental graduation 6 and the scanning of the first incremental graduation 4 each result in the same position value for a certain identical angular position of the second graduated disk 5 and the first graduated disk 3. On the second graduation plane TE- of the second graduated disk 5 there are also markings 15 for a counter start, each of which consists of identical line groups with a certain irregular line distribution.

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Im Gehäuse 1 ist ortsfest eine Abtasteinrichtung 7 mit einer Beleuchtung 11, einem Kondensor 12 und Photosensoren 13 auf einer Platte 14 angeordnet. Die Abtasteinrichtung 7 enthält noch eine Abtastplatte A, die auf einer dritten Teilungsebene TE 3 Abtastfelder Io für die dritte Inkrementalteilung und ein Abtastfeld 16 für die Markierungen 15 der zweiten Teilscheibe 5 gemäß Figur 4 aufweist; das Abtastfeld 16 weist die gleiche Strichverteilung wie die Markierungen 15 auf und die Teilungen der Abtastfelder Io stimmen mit der dritten Inkrementalteilungö überein. Jeweils ein Photosensor 13 ist den folgenden Paarungen zugeordnet: Markierung 15 Abtastfeld 16, dritte Inkrementalteilung 6 - Abtastfelder Io, erste Inkreraentalteilung 4 - zweite Inkrementalteilung T2/ Referenzmarken RQ...Rn - Abtastfelder 17&Ggr; Codemarken C ...C - AbtastfelderA scanning device 7 with lighting 11, a condenser 12 and photo sensors 13 is arranged in a fixed position on a plate 14 in the housing 1. The scanning device 7 also contains a scanning plate A which has, on a third division plane TE 3 , scanning fields Io for the third incremental division and a scanning field 16 for the markings 15 of the second graduated disk 5 according to Figure 4; the scanning field 16 has the same line distribution as the markings 15 and the divisions of the scanning fields Io correspond to the third incremental divisionö. One photo sensor 13 is assigned to each of the following pairs: marking 15 scanning field 16, third incremental division 6 - scanning fields Io, first incremental division 4 - second incremental division T 2 / reference marks R Q ...R n - scanning fields 17Γ code marks C ...C - scanning fields

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Beim eigentlichen Meßvorgang wird bei einer DrehungDuring the actual measuring process, a rotation

der Welle 2 und damit der ersten Teilscheibe 3 bei stillstehender zweiter Teilscheibe 5 die erste Inkrementalteilung 4 relativ zur zweiten Inkrementalteilung T. als Abtastfeld gedreht. Der von der Beleuchtung 11 ausgehende Lichtstrom wird durch die relativ zueinander bewegten ersten und zweiten Inkrententalteilungen 4, T2 moduliert und fällt auf den zugehörigen Photosensor 13, der ein periodisches Analogsignal liefert, das in einer nicht dargestellten Auewerteeinrichtung der Meßeinrichtung in Impulse umgeformt wird. Diese Impulse werden in einem Zähler der Auewerteeinrichtung gezählt und können in einer nachgeechalteten Anzeigeeinheit als Poei-' tionameßwerte in digitaler Form angezeigt oder direkt einer numerischen Steuereinrichtung der Bearbeitungemaschine zugeführt werden.the shaft 2 and thus the first graduated disk 3, the first incremental graduation 4 is rotated relative to the second incremental graduation T. as a scanning field when the second graduated disk 5 is stationary. The light flux emanating from the illumination 11 is modulated by the first and second incremental graduations 4, T 2 moving relative to one another and falls on the associated photosensor 13, which supplies a periodic analog signal which is converted into pulses in an evaluation device (not shown) of the measuring device. These pulses are counted in a counter of the evaluation device and can be displayed in a downstream display unit as position measurement values in digital form or fed directly to a numerical control device of the processing machine.

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Bei einer inkrementalen Meßeinrichtung ist es jedoch von grußer Bedeutung, zu Beginn einer Messung eine Bezugsposition zu bestimmen, die als Ausgangsposition für die Messungen dient und die auch nach Störfällen wieder reproduziert werden kann.However, with an incremental measuring device it is very important to determine a reference position at the beginning of a measurement, which serves as the starting position for the measurements and which can be reproduced even after malfunctions.

Es wird davon ausgegangen, daß sich vor Beginn einer Messung oder auch im Störfall, bei dem - beispielsweise durch Stromausfall - bekanntlich bei inkrementalen Meßeinrichtungen der Positionsmeßwert verloren geht, die relativ zueinander beweglichen, zu messenden Objekte im Stillstand befinden. Die erste Teilscheibe 3 befindet sich also in einer Position, in der die Lage ihres Teilungsnullpunktes relativ zum Gehäuse 1 und damit auch zur Abtastplatte A nicht bekannt ist.It is assumed that before starting a measurement or in the event of a fault, in which - for example due to a power failure - the position measurement value is lost in incremental measuring devices, the objects to be measured, which are movable relative to one another, are at a standstill. The first graduated disk 3 is therefore in a position in which the position of its graduation zero point relative to the housing 1 and thus also to the scanning plate A is not known.

Zur Gewinnung dieser Bezugsposition muß nun die momentane Position der ersten Teilscheibe 3 bezUglieh des Gehäuses 1 bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird in bekannter und daher nicht näher bezeichneter Weise ein Zähler in der Auswerteeinrichtung auf den Wert Null oder auf einen anderen Zahlenwert eingestellt und gleichzeitig die Eichbetriebeart eingeschaltet, indem die zweite Teilscheibe 5 von einem im Gehäuse 1 befestigten Motor M über ein Zahntlemengetriebe G in Drehung versetzt wird. Wenn eine der Markierungen 15 für den Zähleretart auf der zweiten Teilscheibe 5 vom Abtastfeld 16 auf der ortefesten Abtastplatte A abgetastet wird, liefert der zugehörige Photosensor 13 ein Signal, das in der Eichbetriebeart den nicht dargestellten Zähler in der Auswerteeinrichtung ansteuert und ihn startet. Von diesem Zeitpunkt an werden das vom zugehörigen Photoeeneor 13 bei der Abtastung der dritten Inkremental-To obtain this reference position, the current position of the first graduated disk 3 in relation to the housing 1 must now be determined. For this purpose, a counter in the evaluation device is set to the value zero or to another numerical value in a known and therefore not further described manner and at the same time the calibration mode is switched on by setting the second graduated disk 5 in rotation by a motor M mounted in the housing 1 via a toothed belt drive G. When one of the markings 15 for the counter start on the second graduated disk 5 is scanned by the scanning field 16 on the stationary scanning plate A, the associated photosensor 13 delivers a signal which, in the calibration mode, controls the counter (not shown) in the evaluation device and starts it. From this point on, the values obtained by the associated photosensor 13 when scanning the third incremental value are

-Xl--XL-

teilung 6 der zweiten Teilscheibe 5 durch die Ab* tastfelder Io der Abtastplatte A erzeugte periodische Analogsignal ausgewertet und die Teilungsperioden der dritten Inkrementalteilung 6 vom Zähler gezählt.The periodic analog signal generated by the scanning fields Io of the scanning plate A for the division 6 of the second graduated disk 5 is evaluated and the division periods of the third incremental division 6 are counted by the counter.

Nach dem Zählerstart wird irgendwann die nächstgelegene Referenzmarke R^ (i=o,l,...,n) vom Referenzmarken-Abtastfeld 17 abgetastet und der Zähler durch ein Signal des zugehörigen Photosensors 13 gestoppt. Gleichzeitig hat das Codemarken-Abtastfeld 18 und der zugehörige Photosensor 13 aus der der Referenzmarke R. zugehörigen Codemarke C± den absoluten Positionswert der Referenzmarke R± abgelesen, der denAfter the counter has started, the nearest reference mark R^ (i=o,l,...,n) is scanned by the reference mark scanning field 17 and the counter is stopped by a signal from the associated photo sensor 13. At the same time, the code mark scanning field 18 and the associated photo sensor 13 have read the absolute position value of the reference mark R ± from the code mark C ± associated with the reference mark R. This value determines the

Zähler gestoppt hat. Dieser absolute PositionswertCounter has stopped. This absolute position value

der Referenzmarke R4 wird nun in die Auswerteeinrichtung eingespeist und dem aus der dritten Inkrementalteilung 6 genommenen Zählerwert im Zähler überlagert. In der Auswerteeinrichtung steht nun der absolute Positionswert an, den die erste Teilscheibe 3 zum Gehäuse 1 momentan einnimmt. Die zweite Teilscheibe 5 wird stillgesetzt und der Eichvorgang ist beendet. Der Zähler kann jetzt wieder beim eigentlichen Meßvorgang mit den Zählerimpulsen gespeist werden, die bei der Drehung der ersten Teilscheibe 3 bei der Abtastung der ersten Inkrementalteilung 4 mittels der zweiten Inkramentalteilung T2 der bezüglich dee Gehäuses 1 stillstehenden zweiten Teilscheibe 5 und mittels des zugehörigen Photosensore 13 erzeugt werden.the reference mark R 4 is now fed into the evaluation device and superimposed on the counter value taken from the third incremental division 6 in the counter. The absolute position value that the first graduated disk 3 currently occupies in relation to the housing 1 is now available in the evaluation device. The second graduated disk 5 is stopped and the calibration process is completed. The counter can now be fed again during the actual measuring process with the counter pulses that are generated when the first graduated disk 3 rotates when the first incremental division 4 is scanned by means of the second incremental division T 2 of the second graduated disk 5, which is stationary with respect to the housing 1, and by means of the associated photo sensor 13.

Beim Auftreten von Störungen, beispielsweise bei Stromauefall, kann die Bezugsposition für die erste Teilscheibe 3 sinngemäß mittels des vorbeschriebenenIf faults occur, for example in the event of a power failure, the reference position for the first dividing disk 3 can be adjusted analogously using the previously described

Elchvorgange reproduziert werden, auch wenn die er·.·Elk processes are reproduced, even if the er·.· Il < tt «ill X &kgr; (IIl < tt «ill X &kgr; (I

&bull;tltff If··· ·&bull;tltff If··· ·

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ste Teilscheibe 3 nicht aus ihrer Momentanposition heraus bewegt werden kann, weil beispielsweise gerade ein Werkzeug, das über die Spindel der Bearbeitungsmaschine mit der Welle 2 in Wirkverbindung steht, im Eingriff an einem zu bearbeitenden Werkstück steht, wenn die Störung auftritt.The indexing disk 3 cannot be moved from its current position because, for example, a tool that is operatively connected to the shaft 2 via the spindle of the processing machine is currently engaged with a workpiece to be machined when the fault occurs.

Wie oben beschrieben, wird bei Koinzidenz der Markierung 15 auf der zweiten sich drehenden Tvilscheibe 5 mit dem Abtastfeld 16 auf der Abtastplatte A der Zähler gestartet und die Teilungsperioden der dritten Inkrementalteilung 6 auf der zweiten Teilscheibe 5 mittels der Abtastfelder Io auf der Abtastplatte A gezählt, bis bei Koinzidenz des Abtastfeldes 17 auf der zweiten Teilscheibe 5 mit der nächsten, auf den Zählerstart folgenden Referenzmarke R1 auf der ersten Teilscheibe 3 der Zähler wieder gestoppt wird, wobei gleichzeitig das Abtastfeld 18 auf der zweiten Teilscheibe 5 die zugehörige Codemarke C^ auf der ersten Teilscheibe 3 abtastet und dieser absolute Positionswert der Referenzmarke R. in der Auswerteeinrichtung dem aus der dritten Inkrementalteilung 6 ermittelten Zählwert überlagert wird. Damit liegt wieder der absolute Positionswert fest, der die momentane Lage des Teilungenullpunktes O der ersten Teilscheibe 3 bezüglich des Gehäuses 1 darstellt. Bei der Beschreibung des Eichvorganges und des Reproduktionsvorganges wurde angenommen, daß die Welle 2 mit der ersten Teilscheibe bezüglich des Gehäuses 1 stillsteht; dies 1st aber nicht Bedingung. Vorausgesetzt muß allerdings werden, daß sich did zweite Teilscheibe 5 beim Eichvorgang oder beim Reprodüktionsvorgang schneller als die erste Teilscheibe 3 d.'jht. Öle Bezugswertübernahme erfolgt in dem Augenblick, in dem das Abtastfeld 17As described above, when the marking 15 on the second rotating disk 5 coincides with the scanning field 16 on the scanning plate A, the counter is started and the graduation periods of the third incremental graduation 6 on the second graduated disk 5 are counted by means of the scanning fields Io on the scanning plate A, until the counter is stopped again when the scanning field 17 on the second graduated disk 5 coincides with the next reference mark R 1 on the first graduated disk 3 following the start of the counter, whereby at the same time the scanning field 18 on the second graduated disk 5 scans the associated code mark C^ on the first graduated disk 3 and this absolute position value of the reference mark R. is superimposed in the evaluation device on the count value determined from the third incremental graduation 6. This again determines the absolute position value which represents the current position of the graduation zero point O of the first graduated disk 3 with respect to the housing 1. When describing the calibration process and the reproduction process, it was assumed that the shaft 2 with the first graduated disk is stationary with respect to the housing 1; however, this is not a requirement. However, it must be assumed that the second graduated disk 5 moves faster than the first graduated disk 3 during the calibration process or the reproduction process. The reference value is taken over at the moment when the scanning field 17

auf der zweiten Teilscheibe 5 die Referenzmarke R^ auf der ersten Teilscheibe 3 abtastet.on the second graduated disk 5 scans the reference mark R^ on the first graduated disk 3.

Auch beim eigentlichen Meßvorgang 1st ein Still-S stand der zweiten Teilscheibe 5 bezüglich des Oehäuses 1 nicht Bedingung. Oa aber die erste Inkrementalteilung 4 der ersten sieh drehenden Teilscheibe 3 von der zweiten Inkrementalteilung T2 der zweiten Teilscheibe 5 abgetastet wird, die sieh ebenfalls relativ zum Gehäuse 1 dreht, muß diese Relativdrehung der »weiten Teilscheibe S bezüglich des Gehäuses 1 durch Zählung der Teilungsperioden der dritten Inkrementalabteilung f> bei der Abtastung durch die Abtastfelder Io auf der Abtastplatte A |Even during the actual measuring process, a standstill of the second graduated disk 5 relative to the housing 1 is not a requirement. However, if the first incremental division 4 of the first rotating graduated disk 3 is scanned by the second incremental division T 2 of the second graduated disk 5, which also rotates relative to the housing 1, this relative rotation of the second graduated disk S relative to the housing 1 must be determined by counting the graduation periods of the third incremental division f> during scanning by the scanning fields Io on the scanning plate A |

IS kompensiert werden; diese Zählwerte werden in der Auswerfeinrichtung den aus der ersten Inkremental» teilung 4 ermittelten Positionsmeßwerten je nach Drehriehtung der zweiten Teilscheibe 5 durch Addition oder Subtraktion überlagert; zu diesem Zweck wird der Zähler als Differenzzähler ausgebildet. Die Diskriminierung der Drehriehtung der zweiten Teilseheibe S erfolgt durch zwei, um ein Viertel der Teilungeperiode der dritten Inkrementalteilung 6 zueinander versetzte Abtastfelder Io auf der Abtastplatte A.IS are compensated; these count values are superimposed in the ejection device on the position measurement values determined from the first incremental division 4 by addition or subtraction depending on the direction of rotation of the second graduated disk 5; for this purpose, the counter is designed as a differential counter. The direction of rotation of the second graduated disk S is discriminated by two scanning fields Io on the scanning plate A, offset from one another by a quarter of the graduation period of the third incremental division 6.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist die Abtastplatte A an der Peripherie der ersten Teilscheibe 3 angeordnet, so daß die erste Teilungsebene TE1 der ersten Teilscheibe 3 mit der dritten Teilungsebene TE, der Abtastplatte A fluchtend in einer zur Welle 2 radialen Ebene liegt. Der ersten Teilungsebene TE1 und der dritten Teilungsebene TE3 liegt die zweite Teilungsebene TE» der zweiten Teilscheibe 5 in einem parallelen Abstand gegenüber. Die Einstellung einesAs can be seen from Figure 1, the scanning plate A is arranged on the periphery of the first graduated disk 3, so that the first graduation plane TE 1 of the first graduated disk 3 is aligned with the third graduation plane TE of the scanning plate A in a plane radial to the shaft 2. The second graduation plane TE» of the second graduated disk 5 is located at a parallel distance from the first graduation plane TE 1 and the third graduation plane TE 3. The setting of a

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für die Abtastung optimalen Abstände! zwischen den drei Tellungsebenen TE./ TE2/ TE3 ist daher besonders einfach ÄurchzufUhren.The optimum distances for scanning between the three planes TE./ TE 2 / TE 3 are therefore particularly easy to achieve.

zur Diskriminierung der Drehriehtun« der ersten Teilöeheibä 3 kann entweder die erflte inkr^ffientalteilung 4 oder die «weite inkrementalteilung Tg aus zwei zueinander konzentrischen, um ein Viertel der Teilungeperiode zueinander versetzten/ sieh über 35O° erstreckenden Teilungen bestehen.To discriminate the direction of rotation of the first division 3, either the first incremental division 4 or the wide incremental division Tg can consist of two divisions which are concentric with one another and offset from one another by a quarter of the division period and extend over 350 °.

Die Erfindung ist weder auf die gezeigte Winkelmeßeinriehtung noeh auf liehtelektrische Abtastprinzipien beschränkt.The invention is neither limited to the angle measuring device shown nor to light-electric scanning principles.

Claims (6)

Ii <«Ii <« SK. J0HAMNE8 HBIDENHAIN GmbH 4. Septeaber 1989 O 84 07 982.7SK. J0HAMNE8 HBIDENHAIN GmbH 4 September 1989 O 84 07 982.7 Neue Anspruch·New claim· it Inkremental· Lingen- oder Winkelaeeeinrientung «it ein** Maev*rk6rperun?, 44· Markierungen in Pem wenigsten* einer Xnkreaentalteilung und «&bull;Digetfta« einer sua feilungenullpunkt «beolutwith incremental length or angle device «it a** measuring body, 44· markings in Pem at least* one incremental division and «&bull;Digetfta« a sua file zero point «beolut &bgr; feetliegenden Refereat»«rke aufweist, ait einer Abtaeteinvie&tung, die Atoteetfelder sun Abtaeten von M«rkieziiagen trtgt und ait einer Auewerteeinriehtung verbunden let, eewie ait einea Trigerkdrper ait ebtaetberea Markierungen, der sowohl si» Ma^verkorperung ale auch sur Abtaeteinriehtung relativ beweglieh iet und deeeen Markierungen ait den Markierungen der MaBverkörperung und/oder den Abtaetfeidern der Abtaeteinriehtung sur Auel&eung von eteuervorgingen in der Auewerteeinriehtuag in Roinsid<»o2 bringbar eind nach Patent 33 11 204, dadurch gekennzeichnet, daft dae Abtaetfeld (&Phi;&igr;) zua Abtasten der er&bgr;ten Snkreaentalteilung (4) der MaßverkSrperung (3) auf dea ^igerkdrper (5) angeordnet iet.β feet lying reference strength, with a scanning device which carries detection fields for scanning markings and is connected to an evaluation device, as well as a carrier body with detection markings, which is relatively movable both to the measuring embodiment and to the scanning device and which can be brought into contact with the markings of the measuring embodiment and/or the scanning fields of the scanning device for detection of detection processes in the evaluation device in accordance with patent 33 11 204, characterized in that the scanning field (Φ) is used to scan the first The vertical division (4) of the measuring body (3) is arranged on the measuring body (5). 2. Xaks-eaeatale Hinkelaepeinrichtnng nach Anspruch It dadurch gekeimzeicbiiet, daß der Tirägerkerper (5) in Fort» einer zweiten Teilscheibe konzentriseh zar Haßverlcörperung (3) in Fora einer ersten Teilseheibe drehbar gelagert ist und daß der Trägerkörper (S) das Äbtastfeld (T*) in Fora einer zweiten Iakreaentalteilun^ zus. Ab-*2. X-ray imaging device according to claim 1 , characterized in that the carrier body (5) is mounted concentrically to the receiver body (3) in the direction of a second partial disk and that the carrier body (5) forms the scanning field (T*) in the direction of a second partial disk. tasten der ersten Inkrementalteilung (4) der Maßverkörperung (3) sowie eine dritte Inkrementalteilung (6), wenigstens eine Markierungkeys of the first incremental graduation (4) of the measuring embodiment (3) and a third incremental graduation (6), at least one marking (15) zum Zählerstart, wenigstens ein Referenz-" marken-Abtastfeld (17) zum Zählerstopp und wenigstens ein Codemarkenfeld (18) aufweist.(15) for starting the counter, at least one reference mark scanning field (17) for stopping the counter and at least one code mark field (18). 3. Inkrementale Winkelmeßeinrichtung nach den Anspräche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die MaßVerkörperung (3) außer der ersten Inkremental teilung (4) eine konzentrisch angeordnete Spur mit &eegr; Referenzmarken (Ro ... Rn) sowie eine weitere konzentrisch angeordnete Spur mit n, den Referenzmarken (Ro ... Rn) zugeordneten Codemarksn (Co ... ©n) aufweist.3. Incremental angle measuring device according to claims 1 and 2, characterized in that the measuring embodiment (3) has, in addition to the first incremental graduation (4), a concentrically arranged track with n reference marks (Ro ... Rn) as well as a further concentrically arranged track with n code marks (Co ... ©n) assigned to the reference marks (Ro ... Rn). 4. Inkrementale Winkelmeßeinrichtung nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (15) zum Zählerstart und das Referenzmarken-Abtastfeld (17) zum Zählerstopp auf dem Trägerkörper (5) und das Abtastfeld4. Incremental angle measuring device according to claims 1 and 2, characterized in that the marking (15) for starting the counter and the reference mark scanning field (17) for stopping the counter on the carrier body (5) and the scanning field (16) zum Abtasten der Markierung (15) in der Abtasteinrichtung (7) sowie die wenigstens eine Referenzmarke (Ro ... Rn) auf der Maßverkörperung (3) jeweils aus einer Strichgruppe mit einer bestimmten unregelmäßigen Strichverteilung bestehen.(16) for scanning the marking (15) in the scanning device (7) and the at least one reference mark (Ro ... Rn) on the measuring standard (3) each consist of a line group with a specific irregular line distribution. 5. Inkrementale Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Inkremental teilung (4) oder die zweite Inkrementalteilung (Tt) aus zwei zueinander konzentrischen, um ein Viertel der Teilungeperiode zueinander versetzten Teilungen besteht.5. Incremental angle measuring device according to claim 2, characterized in that the first incremental division (4) or the second incremental division (Tt) consists of two divisions which are concentric with one another and offset from one another by a quarter of the division period. tt «Itt «I 6. Inkrementale winkelneßeinriehtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (5) durch einen Motor (M) mit Getriebe (G) angetrieben ist. 56. Incremental angle measuring device according to claim 2, characterized in that the carrier body (5) is driven by a motor (M) with gear (G). 5 ff f · · · t · · &igr;» rtff f · · · t · · &igr;» rt t &igr; Uli &igr; t4 in &igr; &igr;t &igr; Uli &igr; t4 in &igr;&igr; I · *I · *
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