EP0479974A1 - Führungsvorrichtung mit messeinrichtung - Google Patents

Führungsvorrichtung mit messeinrichtung

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EP0479974A1
EP0479974A1 EP19910907256 EP91907256A EP0479974A1 EP 0479974 A1 EP0479974 A1 EP 0479974A1 EP 19910907256 EP19910907256 EP 19910907256 EP 91907256 A EP91907256 A EP 91907256A EP 0479974 A1 EP0479974 A1 EP 0479974A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide
measuring
measuring head
guide rail
guide device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19910907256
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Martin Schneeberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
W SCHNEEBERGER AG MASCHINENFABRIK
Original Assignee
W SCHNEEBERGER AG MASCHINENFABRIK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by W SCHNEEBERGER AG MASCHINENFABRIK filed Critical W SCHNEEBERGER AG MASCHINENFABRIK
Publication of EP0479974A1 publication Critical patent/EP0479974A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/008Systems with a plurality of bearings, e.g. four carriages supporting a slide on two parallel rails
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured

Definitions

  • the invention relates to a guide device with guide bodies movably guided in pairs in one guide direction, one of which is designed as a guide rail for the second, and with a measuring device for determining the movement of the guide bodies relative to one another in the guide direction, the measuring device comprising two interacting measuring parts , a first of these two measuring parts is designed as a measuring standard and is arranged on the first guide body, and the second measuring part is designed as a measuring head cooperating with the measuring standard.
  • Guide devices with a measuring device are provided on many machines, for example on machine tools.
  • the measuring parts are independent of the guiding bodies and are manufactured separately from them.
  • the guide bodies and the measuring parts are assembled and aligned separately in mechanical engineering.
  • special measures are required in mechanical engineering and on the machine in order to relate the guide bodies and the measuring parts to one another.
  • specially machined mounting surfaces and suitable adjustment and holding means must be provided and adjusted on the machine, on the measuring parts and on the guide bodies, all of which is very complex.
  • a guide device with a measuring device in which one of the measuring parts is not independent of one of the guide bodies is known, for example, from AT-B-383212. With this guide device, the dimensional body arranged on a guide rail.
  • the material measure is embedded in a sliding covering which is applied to the guide rail.
  • the material measure is embedded between the guide rail and the sliding covering, that is to say attached to the guide rail and covered by the sliding covering.
  • AT-B-383212 proposes to arrange the measuring head on the slide guided on the guide rail, which means, however, that the measuring head body matching measuring head and the guide body sliding on the guide rail are independent of one another, which is what the already mentioned disadvantages of the prior art cited above arise with regard to the measuring head and the second guide body.
  • such an arrangement is not practical in practice.
  • the longer part of the guide pair in AT-B-383212 the guide rail
  • the shorter part of the guide pair in AT-B-383212 the Slide
  • a disadvantage of the solution according to AT-B-383212 is that the sliding lining is arranged on the guide rail: because of the length of this part of the guide pair, the wear of the sliding lining is not uniform over this entire length, which makes adjustment very difficult and may only allow short table strokes for the sled.
  • the invention is therefore based on the object of providing an economically advantageous guide device of the type mentioned at the outset, which can be produced, assembled and thus used in mechanical engineering with little outlay, without having to make concessions in terms of precision.
  • a guide device of the type mentioned at the outset is characterized in that the guide rail has a plurality of guide surfaces, at least a first of which is intended to support the second guide body and a second is intended to accommodate the material measure , and that the measuring head is arranged on the second guide body.
  • the material measure can be applied directly to the second guide surface, or it can be on or in the material of an elongated support and this support. ger be applied to the second guide surface.
  • the guide device can be designed as a monorail guide and can comprise at least one second guide body, which is guided on the first guide body and is designed as a carriage. Both guide bodies can also be designed as guide rails guided against one another.
  • the transmission of signals from the measuring head to a circuit unit for evaluating these signals can be optical, and either wirelessly via the air space or via an optical fiber, between a transmitter arranged on the measuring head and a fixed receiver electrically connected to the circuit unit respectively.
  • the guide direction can be as straight as it is circular. It goes without saying that if the guiding direction lies along a circle, the guiding surfaces are rotationally symmetrical and have an axis of symmetry which is perpendicular to the plane of the circle and passes through the center thereof.
  • the measuring standard is arranged on the guide rail and the measuring head is arranged on the second guide body, so that the two measuring parts are, so to speak, integrated in the guide device, all that is needed on the machine in machine construction is reference surfaces for the guide bodies to be provided by.
  • mechanical engineering eliminates the otherwise tedious mutual alignment of measuring parts and guide bodies. The effort saved is surprisingly much greater than was expected.
  • One reason for this is that, thanks to the invention, it is possible to manufacture the guide bodies in large numbers in a coordinated manner, and the integration of the measuring parts in the guide bodies can also be rationalized thanks to the large numbers, which means that the guide device according to the invention can be manufactured - tion makes it all the more economical.
  • the guide device according to the invention uses separate guide surfaces to support the second guide body and to accommodate the measuring standard, the measuring device is relieved of any power transmission.
  • the resulting separation of the guiding and measuring functions leads to a significant increase in the precision and wear resistance of the measuring device. It also ensures that the length of the measurable movements is not limited in principle.
  • the material measure can, for example, take the form of an optical, magnetic, electrical or other readable scale.
  • the guide device according to the invention is very well suited for training as a monorail guide.
  • the single guide rail can be provided with a plurality of guide surfaces and, for this purpose, have a polygonal cross section, for example.
  • One or more carriages run on the guide rail, which are supported on one or more guide surfaces of the guide rail, for example, by means of rolling element circulating bearings.
  • rolling element circulating bearings for example, balls or crossed rollers can be used as rolling elements.
  • Such monorail guides allow the two guide bodies to be guided correctly on one another without the need for further guide parts. This also results in a very close relationship between the measurement parts, which improves the precision of the measurement.
  • the guide device according to the invention is also very well suited for formation with two guide rails which are guided against one another and interact, for example, via rolling bodies.
  • the guide device according to the invention can also be successfully used in other combinations of guide bodies.
  • it currently appears to be particularly advantageous to support the guide bodies on one another by means of rolling bodies other friction-reducing measures such as air cushions, magnetic cushions and the like can also be used.
  • FIG. 1 shows a partially broken, schematically drawn perspective view of a first embodiment of the guide device according to the invention for a machine table
  • FIG. 2 shows a schematically drawn side view of the guide device according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a schematically drawn side view of a guide rail and an adjacent part of a guide body of the guide device according to FIG. 1, in cross section;
  • FIG. 4 shows a schematically drawn front view of a second embodiment of the guide device according to the invention, without foreground and without background;
  • Fig. 5 is a schematically drawn side view of the
  • M denotes some alternative possible material measures on a guide rail
  • 1 a machine frame, 2 a guide rail without measuring scale on the machine frame 1, 3 a guide rail with a measuring scale 30 on the machine frame 1, 4 each a guide body without a measuring head, guided on a guide rail 2 or 3, 5 one on the Guide rail 3 guided, designed as a carriage body with a measuring head 50, 51 some rollers in the carriages 4 and 5, 6 a machine table guided with the carriages 4 and 5 on the guide rails 2 and 3, 7 a spindle drive Motor 8 for the machine table 6, and 9 a circuit unit for evaluating the signals from the measuring head 50 and for controlling the motor 8.
  • 10 denotes a guide rail on a first machine part 11, 12 a ball bearing and 13 a second machine part to which the ball bearing 12 is fastened.
  • FIGS. 1 to 3 relate, two guide rails 2 and 3 are fastened on the machine frame 1 in a manner known per se.
  • the guide rail 3 has a guide function and supports a simple carriage 4, which also has only a guide function, and a special carriage 5 with a measuring head 50, which is described further below, via a first guide surface 39.
  • the guide rail 3 has a second guide surface 38 which bears a measuring scale 30. The wagons 4 and 5 are not supported on this second guide surface 38 or on the material measure 30.
  • the special carriage 5 is configured in the same way as the simple carriage 4.
  • the rollers 51 arranged between the guide rail 3 and the carriage 5 are visible in FIG. 3.
  • the guide rail 3 is also designed to be the same as the guide rail 2, except for the features which are related to the material measure 30.
  • measuring scales M would also be possible at the locations indicated in FIG. 3, the measuring head 50 then having to be arranged accordingly.
  • the carriages 4 and 5 carry a machine table 6 which can be moved by a motor 8 via a spindle drive 7 (the motor 8 is only visible in FIG. 2).
  • the movement caused thereby is read by the measuring head 50 on the material measure 30, and the result is fed to a circuit unit 9, which in turn actuates the motor 8.
  • the circuit unit 9 can be set up for manual and / or automatic control in a manner known per se, so that the feed of the machine table 6 can be controlled safely and as desired.
  • the material measure 30 can, for example, be introduced directly on or into the material of the guide rail 3 at the second guide surface 38, for example by etching, impressing magnetic states and the like.
  • the dimensional embodiment 30 can, however, also be provided separately in the form of an elongated, for example tape-shaped, scale and can be applied to or in the material of an elongated support.
  • This carrier is then applied to the second guide surface 38 during manufacture of the guide rail 3, for example the carrier can be glued to this second guide surface 38 get connected.
  • the measuring head 50 is consequently to be matched to the formation of the material measure 30 (optical lines, magnetic signals and the like).
  • the transmission of signals from the measuring head 50 to the circuit unit 9, in which these signals are evaluated, can take place optically.
  • a transmitter 52 for example a light-emitting diode
  • a receiver 53 for example a photodiode, electrically connected to the circuit unit 9, is provided on a fixed part, for example on the machine frame 1.
  • the light transmission between the transmitter 52 and the receiver 53 takes place wirelessly via the air space 54 in between
  • in a second variant the light transmission takes place between the transmitter 52 and the receiver 53 via an optical fiber 54 (in FIG. 2 Both variants are symbolized by the arrow labeled 54).
  • a major advantage of optical signal transmission lies in its freedom from interference.
  • an inductive signal transmission would also be possible.
  • a guide rail 10 is attached to a first machine part 11 (this machine part 11 is only visible in FIG. 5).
  • the guide rail 10 is supported via a first guide surface 19 on a recirculating ball bearing 12 which is fastened to a second machine part 13.
  • the machine part 11 together with the guide rail 10 can be displaced in the longitudinal direction of the guide rail 10 in relation to the ball bearing 12.
  • the material measure 100 (only visible in FIG. 5) is attached to a second guide surface 99 of the guide rail 10, this second guide surface 99 not being supported on the recirculating ball bearing 12.
  • the measuring scale 100 can be read by the measuring head 14, this measuring head 14 being attached to the recirculating ball bearing 12 is.
  • the interaction of the measuring head 14 with the measuring body 100 takes place analogously to the interaction of the measuring head 50 with the measuring body 30 described above with reference to FIG. 2.
  • a second guide rail could also be used the same type as the guide rail 10, which would carry the measuring head 14 and would be attached to the machine part 13, the ball bearing 12 being arranged between the two guide rails.
  • the machine builder only needs to install the corresponding guide bodies 3 and 5 or 10 and 12 together with the measuring parts 50 and 30 or 100 and 14 mounted thereon, so that he only needs to provide the assembly points that match these guide bodies.
  • the correct position of the measuring parts relative to one another arises automatically and with the required accuracy.

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Description

Führungsvorrichtung mit Messeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung mit paarweise in einer Führungsrichtung beweglich aneinander geführten Führungskörpern, von denen ein erster als Füh¬ rungsschiene für den zweiten ausgebildet ist, und mit einer Messeinrichtung zur Bestimmung der Bewegung der Führungskörper zueinander in Führungsrichtung, wobei die Messeinrichtung zwei zusammenwirkende Messteile umfasst, ein erster dieser beiden Messteile als Massverkörperung ausgebildet und am ersten Führungskörper angeordnet ist, und der zweite Messteil als mit der Massverkörperung zu¬ sammenwirkender Messkopf ausgebildet ist. Führungsvorrichtungen mit Messeinrichtung sind an vielen Maschinen, beispielsweise an Werkzeugmaschinen vorgesehen. Beispiele davon sind unter anderem in DE-C- 2712421, DE-C-2900113, DE-3443399, DE-A-3613755, DE-C- 3722518, CH-A-309608 oder EP-A-0030047 zu finden. Bei dieser Art von Führungsvorrichtungen sind die Messteile von den Führungskörpern unabhängig und sie werden separat davon hergestellt. An der Maschine, beispielsweise am Maschinengestell und an einem beweglichen Schlitten der Maschine, werden die Führungskörper und die Messteile beim Maschinenbau getrennt montiert und ausgerichtet. Deshalb sind beim Maschinenbau und auf der Maschine be¬ sondere Massnahmen erforderlich, um die Führungskörper und die Messteile miteinander in Beziehung zu bringen. Insbesondere müssen an der Maschine, an den Mesεteilen und an den Führungskörpern besonders bearbeitete Montage¬ flächen sowie geeignete Justier- und Haltemittel vorgese¬ hen und eingestellt werden, was alles sehr aufwendig ist.
Eine Führungsvorrichtung mit Messeinrichtung, bei ' welcher einer der Messteile von einem der Führungskörper nicht unabhängig ist, ist beispielsweise aus AT-B-383212 bekannt. Bei dieser Führungsvorrichtung ist die Massver- körperung an einer Führungsschiene angeordnet.
In einer ersten Variante der Führungsvorrichtung nach AT-B-383212 ist die Massverkörperung in einem Gleit¬ belag eingebettet, der auf die Führungsschiene aufge- bracht ist. In einer zweiten Variante der Führungsvor¬ richtung nach AT-B-383212 ist die Massverkörperung zwi¬ schen der Führungsschiene und dem Gleitbelag eingebettet, also an der Führungsschiene angebracht und vom Gleitbelag überdeckt. Nachteilig ist bei dieser Lösung nach AT-B-383212 zunächst, dass sie die Präzision der Führungsvorrichtung rechtwinklig zur Führungsrichtung beeinträchtigt, weil zwischen den Führungskörpern ein Gleitbelag liegt, dessen Dicke nicht unerheblich ist und der aufgrund seines Mate- rials nicht so hochpräzis und formbeständig bearbeitbar ist wie die Führungskörper selbst.
Nachteilig ist bei dieser Lösung nach AT-B-383212 ausserdem, dass die Kraftübertragung zwischen den Füh¬ rungskörpern (beispielsweise bei der Abstützung eines Maschinenschlittens auf ein Maschinengestell über die
Führungsvorrichtung) über den Gleitbelag erfolgt, was zur Folge hat, dass der Gleitbelag durch Presswirkung und Verschleiss beansprucht wird, was die Präzision der Füh¬ rungsVorrichtung ebenfalls in Führungsrichtung beein- trächtigt.
Nachteilig ist bei dieser Lösung nach AT-B-383212 auch noch, dass der Gleitbelag nicht unabhängig vom be¬ treffenden Führungskörper bearbeitbar ist, d.h. die Kon¬ struktion, Herstellung und gegebenenfalls Nachbearbeitung der Massverkörperung ist von der Konstruktion, Herstel¬ lung und gegebenenfalls Nachbearbeitung der Führungs¬ schiene und insbesondere ihrer Gleitfläche nicht unabhän¬ gig.
Schliesslich wird in AT-B-383212 vorgeschlagen, den Messkopf an dem auf der Führungsschiene geführten Schlit¬ ten anzuordnen, was aber bedeutet, das der zur Massver- körperung passende Messkopf und der auf der Führungs¬ schiene gleitende Führungskörper voneinander unabhängig sind, worauf sich bezüglich des Messkopfes und des zwei¬ ten Führungskörpers die bereits erwähnten Nachteile des vorangehend zitierten Stands der Technik einstellen. Aus- serdem ist eine solche Anordnung in der Praxis nicht sinnvoll. Ueblicherweise wird bei Gleitführungen im Ma¬ schinenbau das längere Teil des Führungspaares (in AT-B- 383212 die Führungsschiene) aus hartem und verschleissfe- stem Werkstoff mit der erforderlichen Führungsgenauigkeit gefertigt, während das kürzere Teil des Führungspaares (in AT-B-383212 der Schlitten) aus dem weicheren Gleit¬ werkstoff gefertigt und bei Verschleiss nachgestellt wird. Nachteilig ist also bei der Lösung nach AT-B- 383212, dass der Gleitbelag auf der Führungsschiene an¬ geordnet ist: der Verschleiss des Gleitbelags ist, wegen der Länge dieses Teils des Führungspaares, nicht über diese ganze Länge gleichmässig, was das Nachstellen stark erschwert und für den Schlitten gegebenenfalls nur kurze Tischhübe zulässt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlich vorteilhafte Führungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit geringem Auf¬ wand herstellbar, montierbar und somit im Maschinenbau verwendbar ist, ohne dass Zugeständnisse hinsichtlich der Präzision gemacht werden müssten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Führungsvorrich¬ tung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene eine Mehrzahl von Führungsflä- chen aufweist, von denen zumindest eine erste zur Abstüt¬ zung des zweiten Führungskörpers und eine zweite zur Auf¬ nahme der Massverkörperung bestimmt ist, und dass der Messkopf am zweiten Führungskörper angeordnet ist.
Die Massverkörperung kann unmittelbar auf die zweite Führungsfläche aufgebracht sein, oder sie kann auf oder in das Material eines länglichen Trägers und dieser Trä- ger auf die zweite Führungsfläche aufgebracht sein.
Die Führungsvorrichtung kann als Einschienen-Führung ausgebildet sein und mindestens einen auf dem ersten Füh¬ rungskörper geführten, als Wagen ausgebildeten zweiten Führungskörper umfassen. Beide Führungskörper können auch als aneinander geführte Führungsschienen ausgebildet sein.
Die Uebertragung von Signalen vom Messkopf zu einer Schaltungseinheit zum Auswerten dieser Signale kann op- tisch, und dabei entweder kabellos über den Luftraum oder über einen Lichtleiter, zwischen einem am Messkopf an¬ geordneten Sender und einem feststehenden, mit der Schal¬ tungseinheit elektrisch verbundenen Empfänger erfolgen. In der erfindungsgemässen Führungsvorrichtung kann die Führungsrichtung ebensogut geradlinig wie kreisförmig sein. Es versteht sich, dass wenn die Führungsriehtung entlang einem Kreis liegt, die Führungsflächen rotations¬ symmetrisch sind und eine Symmetrieachse ausweisen, die rechtwinklig zu Ebene des Kreises liegt und durch dessen Zentrum geht.
Weil bei der erfindungsgemässen Führungsvorrichtung die Massverkörperung an der Führungsschiene und der Mes¬ skopf am zweiten Führungskörper angeordnet ist, die bei¬ den Messteile also gewissermassen in der Führungsvorrich- tung integriert sind, braucht man an der Maschine beim Maschinenbau nur noch Bezugsflächen für die Führungskör¬ per vorzusehen. Ausserdem entfällt beim Maschinenbau die sonst mühsame gegenseitige Ausrichtung von Messteilen und Führungskörpern. Der dabei ersparte Aufwand ist überra- schenderweise sehr viel grösser, als zu erwarten war. Ein Grund dafür ist unter anderem, dass man dank der Erfin¬ dung in der Lage ist, die Führungskörper in grossen Stückzahlen aufeinander abgestimmt herzustellen, wobei auch die Integration der Messteile in die Führungskörper dank den grossen Stückzahlen rationalisierbar ist, was die Herstellung der erfindungsgemässen Führungsvorrich- tung um so wirtschaftlicher macht.
Weil andererseits bei der erfindungsgemässen Füh¬ rungsvorrichtung separate Führungsflächen zur Abstützung des zweiten Führungskörpers und zur Aufnahme der Maεsver- körperung verwendet werden, wird die Messeinrichtung von jeglicher Kraftübertragung entlastet. Die resultierende Trennung von Führungs- und Messfunktion führt zu einer bedeutenden Erhöhung der Präzision und der Verschleiss- festigkeit der Messeinrichtung. Ausserdem wird damit er- reicht, dass die Länge der messbaren Bewegungen nicht vom ihrem Prinzip her beschränkt wird.
Die Massverkörperung kann beispielsweise als op¬ tisch, magnetisch, elektrisch oder sonstwie ablesbarer Massstab erfolgen. Sehr gut eignet sich die erfindungsgemässe Führungs¬ vorrichtung zur Ausbildung als Einschienen-Führung. Bei dieser Ausbildung kann die einzige Führungsschiene mit mehreren Führungsflächen versehen sein und zu diesem Zweck einen beispielsweise polygonalen Querschnitt auf- weisen. Auf der Führungsschiene laufen ein oder mehrere Wagen, die an einer oder mehreren Führungsflächen der Führungsschiene beispielsweise über Rollkörper-Umlaufla¬ ger abgestützt sind. Als Rollkörper können beispielsweise Kugeln oder Kreuzrollen verwendet werden. Solche Ein- schienen-Führungen erlauben eine einwandfreie Führung der beiden Führungskörper aufeinander, ohne dass es weiterer Führungsteile bedürfte. Dadurch ergibt sich auch eine sehr enge Relation der Messteile zueinander, was die Prä- szsion der Messung verbessert. Ebenfalls sehr gut eignet sich die erfindungsgemässe Führungsvorrichtung zur Ausbildung mit zwei aneinander geführten Führungsschienen, die beispielsweise über Roll¬ körper zusammenwirken.
Die erfindungsgemässe Führungsvorrichtung läsεt sich aber auch bei anderen Kombinationen von Führungεkörpern erfolgreich einεetzen. Obschon es zur Zeit besonders vorteilhaft scheint, die Führungskörper über Rollkörper aufeinander abzustüt¬ zen, so sind aber auch andere reibungsver indernde Mass- nahmen wie Luftkissen, Magnetkissen und dergleichen ver- wendbar.
Durch die Verwendung einer optischen Uebertragung der Signale vom Messkopf zur Schaltungseinheit wird der Vorteil einer praktisch störungsfreien Uebertragung er¬ reicht, so dass der Aufwand erspart wird, der bei der Verwendung von elektrischen Kabeln nötig wäre, um die bekanntlich von Bewegungen der elektrischen Kabel erzeug¬ ten Störsignalε zu unterdrücken.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei als Beispiele angegebenen Ausführungsformen näher beschrie- ben. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise gebrochene, schematisch gezeichnete Perspektivdarstellung einer ersten Ausführungε- for der erfindungsgemässen Führungsvorrichtung für einen Maschinentisch;
Fig. 2 eine schematisch gezeichnete Seitenansicht der Führungsvorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 eine schematisch gezeichnete Seitenansicht einer Führungsschiene und eines dazu benachbarten Teils eines Führungskörpers der Führungsvor¬ richtung nach Fig. 1, im Querεchnitt;
Fig. 4 eine schematisch gezeichnete Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Führungsvorrichtung, ohne Vordergrund und ohne Hintergrund; und
Fig. 5 eine schematisch gezeichnete Seitenansicht der
Führungsvorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeils V von Fig. 1, mit im Querschnitt dazuge- zeichnetem Vordergrund und Hintergrund.
In den Figuren 1 bis 3 bezeichnet M einige alterna- tiv mögliche Massverkörperungen an einer Führungsεchiene,
1 ein Maschinengestell, 2 eine Führungsschiene ohne Mass¬ verkörperung am Maschinengestell 1, 3 eine Führungsschie¬ ne mit einer Massverkörperung 30 am Maschinengestell 1, 4 je einen auf einer Führungsschiene 2 oder 3 geführten, als Wagen ausgebildeten Führungskörper ohne Messkopf, 5 einen auf der Führungsschiene 3 geführten, als Wagen aus¬ gebildeten Führungskörper mit einem Messkopf 50, 51 eini¬ ge Rollen in den Wagen 4 und 5, 6 einen mit den Wagen 4 und 5 auf den Führungsschienen 2 und 3 geführten Maschi- nentisch, 7 einen Spindelantrieb mit Motor 8 für den Ma¬ schinentisch 6, und 9 eine Schaltungseinheit zum Auswer¬ ten der Signale aus dem Messkopf 50 und zur Steuerung des Motors 8.
In den Figuren 4 und 5 bezeichnet 10 eine Führungs- εchiene an einem ersten Maschinenteil 11, 12 ein Kugel- Umlauflager, und 13 einen zweiten Maschinenteil, an dem das Kugel-Umlauflager 12 befestigt ist.
Bei der Führungsvorrichtung für einen Maschinen¬ tisch, auf welche sich die Figuren 1 bis 3 beziehen, sind auf dem Maschinengestell 1 zwei Führungsschienen 2 und 3 auf an sich bekannte Weise befestigt. Die Führungsschiene
2 hat nur eine Führungsfunktion und stützt über eine er¬ ste Führungsfläche 29 zwei einfachen Wagen 4 ab, die auch nur eine Führungsfunktion haben und von denen nur einer sichtbar ist. Auch die Führungsschiene 3 hat eine Füh¬ rungsfunktion und sie stützt über eine erste Führungsflä¬ che 39 einen einfachen Wagen 4 ab, der auch nur eine Füh¬ rungsfunktion hat, sowie einen besonderen Wagen 5 mit Messkopf 50, der weiter unten beschrieben wird. Die Führungsschiene 3 weist eine zweite Führungεflä- che 38 auf, die eine Maεεverkörperung 30 trägt. Die Wagen 4 und 5 sind auf diese zweite Führungsfläche 38 bzw. auf die Massverkörperung 30 nicht abgestützt.
Bis auf die Merkmale, die mit dem Messkopf 50 in Beziehung stehen, ist der besondere Wagen 5 gleich wie die einfachen Wagen 4 ausgebildet. Insbesondere sind in Fig. 3 die zwischen der Führungsschiene 3 und dem Wagen 5 angeordneten Rollen 51 sichtbar. Ebenfalls ist die Füh¬ rungsschiene 3 bis auf die Merkmale, die mit der Massver¬ körperung 30 in Beziehung stehen, gleich wie die Füh- rungsschiene 2 ausgebildet. Neben oder anstelle der Masε- verkörperung 30 wären auch Massverkörperungen M an den in Fig. 3 angegebenen Stellen möglich, wobei der Messkopf 50 dann entsprechend angeordnet werden müsste.
Die Wagen 4 und 5 tragen einen Maschinentisch 6, der über einen Spindelantrieb 7 von einem Motor 8 bewegbar ist (der Motor 8 ist nur in Fig. 2 sichtbar) . Die dabei hervorgerufene Bewegung wird vom Messkopf 50 auf der Massverkörperung 30 abgelesen, und das Resultat wird ei¬ ner Schaltungseinheit 9 zugeleitet, die ihrerseits den Motor 8 betätigt. Die Schaltungseinheit 9 kann in an sich bekannter Weise zu manuellen und/oder automatischen Steuerung eingerichtet sein, so dass der Vorschub des Maschinentisches 6 sicher und wie gewünscht gesteuert werden kann. Die Massverkörperung 30 kann beispielsweise unmit¬ telbar auf oder in das Material der Führungsschiene 3 bei der zweiten Führungsfläche 38 eingebracht sein, bei¬ spielsweise durch Aetzen, Aufprägen von Magnetzuständen und dergleichen. Die MassVerkörperung 30 kann aber auch in Form eines länglichen, beispielsweise bandförmigen Massstabs separat vorgesehen und dabei auf oder in daε Material eines läng¬ lichen Trägers aufgebracht sein. Dieser Träger wird dann bei der Herstellung der Führungsεchiene 3 auf deren zwei- te Führungsfläche 38 aufgebracht, beispielsweise kann der Träger durch Kleben mit dieser zweiten Führungεfläche 38 verbunden werden.
Der Messkopf 50 ist folgerichtig auf die Ausbildung der Massverkörperung 30 (optische Striche, magnetische Signale und dergleichen) abzustimmen. Die Uebertragung von Signalen vom Messkopf 50 zur Schaltungseinheit 9, in der diese Signale ausgewertet werden, kann optisch erfolgen. Dazu sind am Messkopf 50 ein Sender 52, beispielsweise eine Leuchtdiode, und an einem feststehenden Teil, beispielsweise am Maschinenge- stell 1, ein mit der Schaltungseinheit 9 elektrisch ver¬ bundener Empfänger 53, beispielsweise eine Fotodiode, vorgesehen. In einer ersten Variante erfolgt die Licht¬ übertragung zwischen dem Sender 52 und dem Empfänger 53 kabellos über den dazwischenliegenden Luftraum 54, in einer zweiten Variante erfolgt die Lichtübertragung zwi¬ schen dem Sender 52 und dem Empfänger 53 über einen Lichtleiter 54 (in Fig. 2 werden beide Varianten von dem mit 54 bezeichneten Pfeil symbolisiert) . Bekanntlich liegt ein grösser Vorteil der optischen Signalübertragung in deren Störungsfreiheit. Es wäre aber auch eine induk¬ tive Signalübertragung möglich.
In den Figuren 4 und 5 ist eine Führungsschiene 10 an einem ersten Maschinenteil 11 angebracht (dieser Ma¬ schinenteil 11 ist nur in Fig. 5 sichtbar) . Die Führungε- schiene 10 stützt sich über eine erste Führungsfläche 19 an einem Kugel-Umlauflager 12 ab, das an einem zweiten Maschinenteil 13 befestigt ist. Somit kann der Maschinen¬ teil 11 mitsamt der Führungsschiene 10 gegenüber dem Ku¬ gel-Umlauflager 12 in Längsrichtung der Führungsschiene ιo verschoben werden.
Die (nur in Fig. 5 sichtbare) Massverkörperung 100 ist an einer zweiten Führungsfläche 99 der Führungsschie¬ ne 10 angebracht, wobei diese zweite Führungsfläche 99 am Kugel-Umlauflager 12 nicht abgestützt ist. Die Massver- körperung 100 kann vom Meεskopf 14 gelesen werden, wobei dieser Messkopf 14 am Kugel-Umlauflager 12 angebracht ist. Die Zusammenwirkung des Messkopfes 14 mit der Masε- verkörperung 100 erfolgt dabei analog zu dem vorangehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Zusammenwirken des Messkopfes 50 mit der Massverkörperung 30. Statt das Kugel-Umlauflager 12 am Maschinenteil 13 zu befestigen, könnte auch eine zweite Führungsschiene der gleichen Art wie die Führungsschiene 10 vorgesehen sein, die den Messkopf 14 tragen würde und am Maschinen¬ teil 13 befestigt wäre, wobei das Kugel-Umlauflager 12 zwischen den beiden Führungsschienen angeordnet wäre. Dank der Erfindung braucht der Maschinenbauer nur mehr die entsprechenden Führungskörper 3 und 5 bzw. 10 und 12 mitsamt den daran montierten Messteilen 50 und 30 bzw. 100 und 14 einzubauen, somit braucht er nur noch die zu diesen Führungskörpern passenden Montagestellen vorzu¬ sehen. Die richtige Lage der Messteile zueinander ergibt sich dank der Erfindung von selbst und mit der benötigten Genauigkeit.

Claims

Patentansprüche
1. Führungsvorrichtung mit paarweise in einer Führungε- richtung beweglich aneinander geführten Führungskörpern
(2,3,4,5; 10,12), von denen ein erster als Führungsschie¬ ne (2,3;10) für den zweiten (4,5;12) ausgebildet ist, und mit einer Messeinrichtung (30,50,9;100,14) zur Bestimmung der Bewegung der Führungskörper zueinander in Führungs- richtung, wobei die Messeinrichtung zwei zusammenwirkende Messteile umfasst, ein erster dieser beiden Messteile als Maεsverkörperung (30;100) ausgebildet und am ersten Füh¬ rungskörper (3;10) angeordnet ist, und der zweite Mes¬ steil (50;14) als mit der Massverkörperung zusammenwir- kender Messkopf ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (2,3;10) eine Mehrzahl von Führungsflächen aufweist, von denen zumindest eine erste (29,39;19) zur Abstützung des zweiten Führungskörpers (4,5;12) und eine zweite (38;99) zur Aufnahme der Massverkörperung (30;100) bestimmt ist, und dass der Messkopf (50;14) am zweiten Führungskörper (4,5;12) angeordnet ist.
2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Massverkörperung unmittelbar auf die zweite Führungsfläche aufgebracht ist.
3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Massverkörperung auf oder in das Mate- rial eines länglichen Trägers und dieser Träger auf die zweite Führungsfläche aufgebracht ist.
4. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Einschienen-Füh- rung ausgebildet ist und mindestens einen auf dem ersten Führungskörper (3) geführten, als Wagen ausgebildeten zweiten Führungskörper (5) umfasst.
5. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskörper beide als aneinander geführte Führungsschienen ausgebildet sind.
6. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Uebertragung von Sig- nalen vom Messkopf (50) zu einer Schaltungseinheit (9) zum Auswerten dieser Signale optisch und kabellos über den Luftraum (54) zwischen einem am Messkopf angeordneten Sender (52) und einem feststehenden, mit der Schaltungs¬ einheit elektrisch verbundenen Empfänger (53) erfolgt.
7. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Uebertragung von Sig¬ nalen vom Messkopf (50) zu einer Schaltungseinheit (9) zum Auswerten dieser Signale optisch über einen Lichtlei- ter (54) zwischen einem am Messkopf angeordneten Sender (52) und einem feststehenden, mit der Schaltungseinheit elektrisch verbundenen Empfänger (53) erfolgt.
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