DE9422281U1 - Angle measuring device with several scanning points - Google Patents
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Description
DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 19. Januar 1994DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 19 January 1994
Winkelmeßeinrichtung mit mehreren AbtaststellenAngle measuring device with several scanning points
Die Erfindung betrifft eine Winkelmeßeinrichtung mit mehreren Abtaststellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an angle measuring device with several scanning points according to the preamble of claim 1.
Derartige Winkelmeßeinrichtungen werden insbesondere bei Bearbeitungsmaschinen zur Messung der Relativlage eines Werkzeuges bezüglich eines zu bear-) beitenden Werkstückes sowie bei Koordinatenmeßma-Such angle measuring devices are used in particular in processing machines to measure the relative position of a tool with respect to a workpiece to be processed and in coordinate measuring machines.
schinen zur Ermittlung von Lage und/oder Abmessun- -] Q gen von Prüf Objekten eingesetzt.machines are used to determine the position and/or dimensions of test objects.
Unter Winkelmeßeinrichtungen subsummiert man sowohl absolute als auch inkrementale - also relative Winkelmeßeinrichtungen, bei denen die Teilung eines Teilungsträgers von einer Abtasteinheit zur Erzeugung von periodischen Abtastsignalen abgetastet wird, aus denen in einer Auswerteeinrichtung Meßwerte für die Relativlage der beiden zueinander verschiebbaren Objekte, beispielsweise desAngle measuring devices include both absolute and incremental - i.e. relative - angle measuring devices in which the division of a graduation carrier is scanned by a scanning unit to generate periodic scanning signals, from which measured values for the relative position of the two objects that can be moved relative to each other, for example the
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Werkzeuges und des Werkstückes bzw. der beiden zugehörigen Maschinenteile der Bearbeitungsmaschine/ gewonnen werden.tool and the workpiece or the two associated machine parts of the processing machine.
Bei einer Winkelmeßeinrichtung kann die Teilung des Teilungsträgers aber partielle Teilungsungenauigkeiten aufweisen. Zudem können Exzentrizitäten zwischen der Winkelteilung und der Drehachse der beiden zu messenden Objekte auftreten. Diese vorgenannten Störeinflüsse können aber negative Auswirkungen auf die geforderte Meßgenauigkeit haben. Bei derartigen Positionsmeßeinrichtungen können aber diese negativen Störeinflüsse auf die Meßgenauigkeit dadurch weitgehend vermieden werden, daß die Teilung des Teilungsträgers von mehreren Abtasteinheiten beispielsweise an zwei oder vier Abtaststellen abgetastet und die von den Abtasteinheiten erzeugten periodischen Abtastsignale gleicher Phasenlage einander analog überlagert werden. Durch diese analoge Überlagerung der periodischen Abtastsignale können partielle Teilungsungenauigkeiten ausgemittelt werden. Mit zwei Abtasteinheiten können bei einer Winkelmeßeinrichtung Exzentrizitätsfehler und mit zwei weiteren Abtasteinheiten der sogenannte 2f-Fehler der Teilscheibe eliminiert werden.However, in an angle measuring device, the graduation of the graduation carrier can have partial graduation inaccuracies. In addition, eccentricities can occur between the angular graduation and the axis of rotation of the two objects to be measured. However, these aforementioned interferences can have a negative impact on the required measurement accuracy. In such position measuring devices, however, these negative interferences on the measurement accuracy can be largely avoided by scanning the graduation of the graduation carrier by several scanning units, for example at two or four scanning points, and by superimposing the periodic scanning signals of the same phase position generated by the scanning units on one another in an analog manner. Partial graduation inaccuracies can be averaged out by this analog superimposition of the periodic scanning signals. With two scanning units, eccentricity errors can be eliminated in an angle measuring device, and with two further scanning units, the so-called 2f error of the graduation disk can be eliminated.
Die US- 4,580,047-A beschreibt eine Winkelmeßeinrichtung mit zwei Abtasteinheiten an zwei diametral gegenüberliegenden Abtaststellen zur Eliminierung von Exzentrizitätsfehlern und zur Überwachung der Phasenlage der periodischen Abtastsignale.US-4,580,047-A describes an angle measuring device with two scanning units at two diametrically opposite scanning points for eliminating eccentricity errors and for monitoring the phase position of the periodic scanning signals.
Die DE- 18 11 961-&Agr; offenbart ebenfalls eine Winkelmeßeinrichtung mit zwei Abtasteinheiten an zwei diametral gegenüberliegenden Abtaststellen, deren periodische Abtastsignale einander in analoger Form additiv überlagert werden, so daß neben der Unwirksammachung von eventuellen Teilungsungenauigkeiten der Teilscheibe auch Exzentrizitätsfehler der Lagerung der Teilscheibe eliminiert werden.DE-18 11 961-α also discloses an angle measuring device with two scanning units at two diametrically opposite scanning points, the periodic scanning signals of which are additively superimposed on one another in analog form, so that in addition to the ineffectiveness of possible graduation inaccuracies of the graduation disk, eccentricity errors of the bearing of the graduation disk are also eliminated.
Die z.B. bei der Doppelabtastung der Winkelteilung einer Winkelmeßeinrichtung mittels der beiden Abtasteinheiten an den beiden Abtaststellen gewonnenen zwei periodischen Abtastsignale gleicher Phasenlage weisen im theoretischen Fall einer nicht vorhandenen Exzentrizität keine gegenseitige Phasenverschiebung auf. Die praktisch immer vorhandene Exzentrizität bewirkt jedoch eine gegenseitige Phasenverschiebung der beiden periodischen Abtastsignale, die bis zu einem gewissen Grad ohne nachteilige Auswirkung auf die Meßgenauigkeit zugelassen werden kann; die noch zulässige Exzentrizität sollte daher ein Zehntel der Gitterkonstanten (Periodenlänge) der Winkelteilung nicht überschreiten. Bei Überschreitung dieses Grenzwertes besteht die Gefahr, daß das analoge Summensignal der beiden periodischen Abtastsignale zu klein wird. Beträgt die Exzentrizität ein Viertel der Gitterkonstanten der Winkelteilung, so eilen das erste periodische Abtastsignal der ersten Abtasteinheit an der ersten Abtaststelle um 90° in der Phase vor und das zweite Abtastsignal der zweiten Abtasteinheit an der zweiten Abtaststelle um 90° in der Phase nach, so daß die beiden periodischen Abtastsignale einen gegenseitigen Phasenunterschied um 180° aufweisen, der zu einer Auslöschung ihres Summensignales führt, so daß kein Meßwert gebildet werden kann.The two periodic scanning signals of the same phase position obtained, for example, during double scanning of the angle graduation of an angle measuring device using the two scanning units at the two scanning points do not exhibit any mutual phase shift in the theoretical case of no eccentricity. However, the eccentricity that is practically always present causes a mutual phase shift of the two periodic scanning signals, which can be tolerated up to a certain degree without adversely affecting the measurement accuracy; the permissible eccentricity should therefore not exceed one tenth of the grating constant (period length) of the angle graduation. If this limit is exceeded, there is a risk that the analog sum signal of the two periodic scanning signals will be too small. If the eccentricity is a quarter of the grating constant of the angular division, the first periodic sampling signal of the first sampling unit at the first sampling point is 90° ahead in phase and the second sampling signal of the second sampling unit at the second sampling point is 90° behind in phase, so that the two periodic sampling signals have a mutual phase difference of 180°, which leads to a cancellation of their sum signal, so that no measured value can be formed.
Die Gefahr der Überschreitung dieses Grenzwertes besteht insbesondere bei großen Beschleunigungen durch Stöße oder Vibrationen der Bearbeitungsmaschine bei einer Werkstückbearbeitung. In diesem Fall ist die Doppelabtastung, die im Normalbetrieb zur Erhöhung der Meßgenauigkeit dient, von Nachteil, da die beiden periodischen Abtastsignale bei ihrer Summenbildung sich gegenseitig ganz oder zumindest teilweise aufheben können, so daß fehlerhafte Meßergebnisse die Folge sind.The risk of exceeding this limit is particularly high when there is high acceleration due to shocks or vibrations in the processing machine during workpiece processing. In this case, double scanning, which is used to increase measurement accuracy in normal operation, is disadvantageous because the two periodic scanning signals can cancel each other out completely or at least partially when they are added together, resulting in incorrect measurement results.
In der DE- 37 26 260-A ist eine Winkelmeßeinrichtung mit mehreren Abtasteinheiten an mehreren Abtaststellen beschrieben, bei der die durch eine vorliegende Exzentrizität bedingten gegenseitigen Phasenverschiebungen der gewonnenen periodischen Abtastsignale überprüft werden. Ergibt diese Überprüfung der gegenseitigen Phasenverschiebungen der periodischen Abtastsignale der verschiedenen Abtasteinheiten an den zugehörigen Abtaststellen eine unzulässige Überschreitung eines vorgegebenen Toleranzbereiches, so werden die periodischen Abtastsignale der verschiedenen Abtasteinheiten mittels einer Steuereinrichtung ungleich gewichtet; dabei werden die Amplitude des einen periodischen Abtastsignales vergrößert und die Amplitude des anderen periodischen Abtastsignales verringert, so daß eine teilweise oder sogar ganze Aufhebung bei ihrer Summenbildung vermieden wird. Diese Positionsmeßeinrichtung ist aber wegen der Steuereinrichtung zur Gewichtung der periodischen Abtastsignale relativ aufwendig aufgebaut.DE-37 26 260-A describes an angle measuring device with several scanning units at several scanning points, in which the mutual phase shifts of the periodic scanning signals obtained, caused by an existing eccentricity, are checked. If this check of the mutual phase shifts of the periodic scanning signals of the various scanning units at the associated scanning points shows an impermissible exceedance of a predetermined tolerance range, the periodic scanning signals of the various scanning units are weighted unequally by means of a control device; the amplitude of one periodic scanning signal is increased and the amplitude of the other periodic scanning signal is reduced, so that partial or even complete cancellation when they are summed is avoided. However, this position measuring device is relatively complex due to the control device for weighting the periodic scanning signals.
Mit keiner der vorbeschriebenen inkrementalen also relativ messenden - Winkelmeßeinrichtungen ist eine absolute Positionsbestimmung der relativ zueinander beweglichen Elemente möglich.
5With none of the incremental - i.e. relative measuring - angle measuring devices described above is it possible to determine the absolute position of the elements that are movable relative to one another.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positionsmeßeinrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei der aus den periodischen Abtastsignalen mehrerer Abtasteinheiten an mehreren Abtaststellen die Absolutposition der relativ zueinander beweglichen, zu messenden Objekte ermittelt werden kann und die eine hohe Genauigkeit aufweist. The invention is based on the object of specifying a position measuring device of the type mentioned at the outset, in which the absolute position of the objects to be measured, which are movable relative to one another, can be determined from the periodic scanning signals of several scanning units at several scanning points and which has a high degree of accuracy.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß bei einer Winkelmeßeinrichtung durch eine entsprechende Auswertung der Meßwerte der einzelnen Abtasteinheiten mittels wenigstens einem resultierenden Signal die Lage der Exzentrizität und damit die Absolutposition des Teilkreises ermittelt werden kann, wobei durch eine Mehrfachabtastung mit vier Abtasteinheiten der Exzentrizitätsfehler eliminiert und die Genauigkeit gesteigert wird.The advantages achieved with the invention are that in an angle measuring device the position of the eccentricity and thus the absolute position of the pitch circle can be determined by a corresponding evaluation of the measured values of the individual scanning units by means of at least one resulting signal, whereby the eccentricity error is eliminated and the accuracy is increased by multiple scanning with four scanning units.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigenShow it
Figur 1 eine Winkelmeßeinrichtung mit vier Abtasteinheiten und einer Auswerteeinrichtung/Figure 1 an angle measuring device with four scanning units and an evaluation device/
Figur 2 das Prinzip der Erfindung anhand von schematischen Darstellungen 2a bis 2c und
10Figure 2 shows the principle of the invention using schematic representations 2a to 2c and
10
Figur 3 eine mögliche Variante.Figure 3 shows a possible variant.
In Figur 1 ist eine Winkelmeßeinrichtung 1 schematisch dargestellt, bei der eine Teilscheibe 2 mit einer Winkelteilung 3 an einer Welle 4 befestigt ist, die mit einem nicht gezeigten drehbaren Objekt, beispielsweise einer Spindel eines Maschinentisches einer Bearbeitungsmaschine, verbunden ist. Zwei Gruppen 5, 7; 6, 8 von jeweils einander diametral gegenüberliegenden Abtasteinheiten 5, 7; 6, 8 sind mit einem nicht gezeigten stationären Objekt, beispielsweise dem Bett der Bearbeitungsmaschine, verbunden und tasten die Winkelteilung 3 der Teilscheibe 2 zur Erzeugung jeweils zweier periodischer Abtastsignale 5S, 5C, 7S, 7C; 6S/ 6c/ 8S/ 8C bei einer Drehung der Teilscheibe bezüglich der vier Abtasteinheiten 5, 7; 6, 8 ab. Die beiden periodischen Abtastsignale 5S, 5C der ersten Abtasteinheit 5 und die jeweils beiden periodischen Abtastsignale 7S, 7C; 6S, 6C; 8S/ 8C der weiteren Abtasteinheiten 7; 6, 8 weisen jeweils einen gegenseitigen Phasenversatz um 90° auf, der in bekannter Weise zur Diskriminierung der Drehrichtung der Teilscheibe 2 dient. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird jeweils nur eines der Abtastsignale 5S/ 7sJ 6s/ 8S der Abtasteinheiten 5, 7; 6, 8 erörtert. Figure 1 shows a schematic representation of an angle measuring device 1 in which a graduated disk 2 with an angular graduation 3 is fastened to a shaft 4 which is connected to a rotatable object (not shown), for example a spindle on a machine table of a processing machine. Two groups 5, 7; 6, 8 of diametrically opposed scanning units 5, 7; 6, 8 are connected to a stationary object (not shown), for example the bed of the processing machine, and scan the angular graduation 3 of the graduated disk 2 to generate two periodic scanning signals 5 S , 5 C , 7 S , 7 C ; 6 S / 6c / 8 S / 8 C when the graduated disk rotates with respect to the four scanning units 5, 7; 6, 8. The two periodic scanning signals 5 S , 5 C of the first scanning unit 5 and the two periodic scanning signals 7 S , 7 C ; 6 S , 6 C ; 8 S / 8 C of the further scanning units 7; 6, 8 each have a mutual phase offset of 90°, which serves in a known manner to discriminate the direction of rotation of the graduated disk 2. To further explain the invention, only one of the scanning signals 5 S / 7 sJ 6s/ 8 S of the scanning units 5, 7; 6, 8 is discussed.
Der Mittelpunkt O der Teilscheibe 2 bzw. die Winkelteilung 3 mögen gegenüber der Drehachse 9 der Welle 4 eine Exzentrizität 3 aufweisen. Diese Exzentrizität e kann durch eine unvollkommene Zentrierung des Mittelpunktes 0 der Teilscheibe 2 bzw. der Winkelteilung 3 bezüglich der Drehachse 9 der Welle 4 oder durch Lagerfehler der Welle 4 oder durch Beschleunigungen infolge von Erschütterungen oder Vibrationen der Bearbeitungsmaschine, die die Teilscheibe 2 momentan aus ihrer Mittenlage entfernen, bewirkt sein.The center point O of the indexing disk 2 or the angular pitch 3 may have an eccentricity 3 with respect to the rotational axis 9 of the shaft 4. This eccentricity e may be caused by an incomplete centering of the center point O of the indexing disk 2 or the angular pitch 3 with respect to the rotational axis 9 of the shaft 4 or by bearing errors of the shaft 4 or by accelerations due to shocks or vibrations of the processing machine, which temporarily move the indexing disk 2 away from its center position.
' Sie kann aber auch - und das ist für die Erfindung' But it can also - and this is for the invention
von Bedeutung - gezielt vorgegeben sein.
15of importance - be specifically specified.
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Durch diese Exzentrizität e wird eine Phasenverschiebung 2ß wirksam, die so zu verstehen ist, daß die beiden periodischen Abtastsignale 5S, 7S der ersten und dritten Abtasteinheit 5, 7 beispielsweise um die Phasenverschiebung +ß voreilen beziehungsweise -ß nacheilen und die beiden periodischen Abtastsignale 6S, 8S der zweiten und vierten Abtasteinheit 6, 8 keine Phasenverschiebung bezogen jeweils auf die geforderten Phasenlagen 0°, 90° bei ^ 25 nicht vorhandener Exzentrizität e aufweisen.This eccentricity e causes a phase shift 2ß to take effect, which is to be understood in such a way that the two periodic sampling signals 5 S , 7 S of the first and third sampling units 5, 7 lead or lag by the phase shift +ß, for example, and the two periodic sampling signals 6 S , 8 S of the second and fourth sampling units 6, 8 have no phase shift in relation to the required phase positions 0°, 90° in the absence of eccentricity e.
Dies erklärt sich daraus, daß bei einer wirksamen Exzentrizität e in einer Koordinatenrichtung in der dazu rechtwinkligen Koordinatenrichtung die Exzentrizität maximal erkennbar ist, jedoch in der Koordinatenrichtung, in der die Exzentrizität wirksam ist, jedoch nicht erkennbar ist.This is explained by the fact that for an effective eccentricity e in a coordinate direction, the eccentricity is maximally recognizable in the coordinate direction perpendicular to it, but is not recognizable in the coordinate direction in which the eccentricity is effective.
In entsprechender Weise gilt das Vorstehende auch für die Signale der beiden diametralen Abtasteinheiten 6 und 8.The above also applies correspondingly to the signals of the two diametrical scanning units 6 and 8.
Die Lage der Exzentrizität e zu den diametralen Abtasteinheiten 5, 7; 6, 8 ist also ein Maß für die Absolutposition der Winkelteilung 3.The position of the eccentricity e relative to the diametrical scanning units 5, 7; 6, 8 is therefore a measure of the absolute position of the angular graduation 3.
Aus den genannten Phasenverschiebungen der Abtastsignale zueinander läßt sich in der Auswerteeinheit 10 ein resultierendes Signal erzeugen, das einen weitgehend sinusförmigen Verlauf hat. Dieses Signal wird in Abhängigkeit von der Auflösung der Winkelteilung 3 so fein unterteilt, daß ein eindeutiger Anschluß der inkrementalen Signale an daß resultierende Signal möglich ist.From the above-mentioned phase shifts of the scanning signals relative to one another, a resulting signal can be generated in the evaluation unit 10, which has a largely sinusoidal shape. This signal is divided so finely depending on the resolution of the angular division 3 that a clear connection of the incremental signals to the resulting signal is possible.
Anhand der schematischen Darstellungen in der Figur 2 mit ihren Teilfiguren 2A bis 2E wird erläutert, wie die Absolutposition aus der Exzentrizität e hergeleitet wird. In Teilfigur 2A ist eine schematisierte Winkelmeßeinrichtung 1 gemäß Figur 1 dargestellt. Die Teilscheibe 2 bzw. die Winkelteilung 3 ist exzentrisch um einen Drehpunkt 9 gelagert, so daß der Mittelpunkt 0 der Winkelteilung 3 um eine Exzentrizität e vom Drehpunkt 9 abweicht. Von den vier Abtasteinheiten 5, 7; 6, 8 werden Abtastsignale 5S, 5C, 7S, 7C; 6S/ 6C; 8S, 8C in der zu Figur 1 vorbeschriebenen Weise erzeugt. Zur Vereinfachung der nachstehenden Erläuterungen sei hier wie bereits erwähnt - nur auf die Verhältnisse zwischen jeweils einem der Abtastsignale 0° bzw. 90° der Abtasteinheiten 5, 7; 6, 8 eingegangen, da sich die Gegebenheiten sinngemäß entsprechen.Using the schematic representations in Figure 2 with its sub-figures 2A to 2E, it is explained how the absolute position is derived from the eccentricity e. Sub-figure 2A shows a schematic angle measuring device 1 according to Figure 1. The graduated disk 2 or the angular graduation 3 is mounted eccentrically about a pivot point 9, so that the center point 0 of the angular graduation 3 deviates from the pivot point 9 by an eccentricity e. The four scanning units 5, 7; 6, 8 generate scanning signals 5 S , 5 C , 7 S , 7 C ; 6 S/ 6 C ; 8 S , 8 C in the manner described above for Figure 1. To simplify the following explanations, as already mentioned, only the relationships between one of the scanning signals 0° or 90° of the scanning units 5, 7; 6, 8 have been discussed, since the circumstances correspond to each other.
In den Teilfiguren 2B, 2C, 2D ist die Teilscheibe 2 mit der Winkelteilung 3 jeweils um 90° gegenüber der Vorposition gedreht dargestellt, was eine um die Exzentrizität e verschobene Lage der Winkelteilung 3 gegenüber den Abtasteinheiten 5, 6 7 und 8 zeigt.In the partial figures 2B, 2C, 2D, the graduated disk 2 with the angular graduation 3 is shown rotated by 90° relative to the previous position, which shows a position of the angular graduation 3 shifted by the eccentricity e relative to the scanning units 5, 6, 7 and 8.
In linearer Darstellung wird dies in der Teilfigur 2E nochmals für die verschiedenen Abtasteinheiten 5, 6, 7, 8 und Winkelpositionen bis zu einer vollen Umdrehung bzw. vollen Periode von 360° gezeigt.In linear representation, this is shown again in sub-figure 2E for the different scanning units 5, 6, 7, 8 and angular positions up to a full revolution or full period of 360°.
Die linear aufgetragene Winkelteilung zeigt für jeden Drehwinkel von 0°, 90°, 180°, 270°, 360° die Lage zur jeweiligen Abtasteinheit 5, 6/ 7, 8 unter Einwirkung der Exzentrizität e, was zu der in Figur 1 dargestellten Phasenverschiebung +ß, 0, -ß, 0 der Abtastsignale 5S, 5C, 7S/ 7C; 6S, 6C; 8S/ 8C führt.The linearly plotted angle division shows the position of the respective scanning unit 5, 6/ 7, 8 under the influence of the eccentricity e for each angle of rotation of 0°, 90°, 180°, 270°, 360°, which leads to the phase shift +ß, 0, -ß, 0 of the scanning signals 5 S , 5 C , 7 S/ 7 C ; 6 S , 6 C ; 8 S/ 8 C shown in Figure 1.
Daraus wird ersichtlich, daß bei der Abtastung einer inkrementalen Winkelteilung 3 mit mehreren Abtasteinheiten 5, 6, 7, 8 jederzeit die absolute Winkelposition ermittelt werden kann, da die Phasenverschiebung zwischen den Abtastsignalen 5S/ 6S/ 7S/ 8S oder 5C/ 6C; 7C; 8C direkt von der Exzentrizität e abhängig ist.It can be seen from this that when scanning an incremental angular graduation 3 with several scanning units 5, 6, 7, 8, the absolute angular position can be determined at any time, since the phase shift between the scanning signals 5 S/ 6 S/ 7 S / 8 S or 5 C / 6 C ; 7 C ; 8 C is directly dependent on the eccentricity e.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 zeigt, daß die Abtasteinheiten (53, 73; 63, 83) nicht zwangsläufig diametral angeordnet sein müssen, wobei die Gruppen nicht im rechten Winkel zueinander stehen müssen. Die mit den Bauelementen gemäß Figur gleichartigen Bauelemente tragen die gleichen Bezugszeichen wie dort, die jedoch um den Figuren-Index ergänzt sind. Zur Bestimmung der absoluten Position der Winkelteilung 33 muß in der Auswerteeinheit 103 ein Rechner installiert sein, der die Lagebeziehungen der Abtasteinheiten 53, 73; 63, 83 zueinander rechnerisch berücksichtigt und den Positionswert korrigiert.The embodiment according to Figure 3 shows that the scanning units (53, 73; 63, 83) do not necessarily have to be arranged diametrically, and the groups do not have to be at right angles to one another. The components that are similar to the components according to Figure have the same reference numerals as there, but these are supplemented by the figure index. To determine the absolute position of the angular graduation 33, a computer must be installed in the evaluation unit 103, which calculates the positional relationships of the scanning units 53, 73; 63, 83 to one another and corrects the position value.
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Cited By (1)
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1994
- 1994-01-27 DE DE9422281U patent/DE9422281U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2278277B1 (en) * | 2009-07-10 | 2020-01-01 | Mitutoyo Corporation | Error calculation method for angle detection device |
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