JP2003232653A - 位置測定装置 - Google Patents

位置測定装置

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JP2003232653A JP2002360822A JP2002360822A JP2003232653A JP 2003232653 A JP2003232653 A JP 2003232653A JP 2002360822 A JP2002360822 A JP 2002360822A JP 2002360822 A JP2002360822 A JP 2002360822A JP 2003232653 A JP2003232653 A JP 2003232653A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高い精度および信頼性の維持、および簡単な
交換を保障し得る位置測定装置を提供する。 【解決手段】 帯形状の目盛体１２を有する長さ測定装
置１０．１であって、この目盛体が、形材または案内用
形材２２．１に設けられている溝部３２の内に配設可能
であり、１つのセンサー１４．１を有し、このセンサー
が目盛体１２に沿って移動され、且つ従って、この目盛
体１２上に記憶された情報を検出し、上記長さ測定装置
は、成形体ユニット５０が設けられており、この成形体
ユニットが、断面において、中空成形体領域５２、およ
び、２つの側方に突出した当接領域５４を有する被覆フ
ランジ３０を備えており、その際、目盛体１２が、この
中空成形体領域５２内に取り外し可能に設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、形材または案内用
形材に設けられている溝部を用いて配設可能である目盛
体を有する位置測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような様式の位置測定装置は、例え
ば、測定器、工作機械、金属加工機械、レーザ装置、位
置決め装置、木材加工機械、実装自動機械、ハンドリン
グ装置、溶接装置、腐食装置（Erodieranlage）、プレ
ス機、せり上げ台、昇降機、等々においてのような多く
の領域において使用される。
【０００３】その他になお、この様式の位置測定装置
は、リニアシャフト、リニアモータおよび移動ユニット
における位置測定のために、使用領域を見出す。
【０００４】その際に、多数の領域において、特に高い
測定精度が要求され、この測定精度は、ナノメートルの
範囲内に至るまでの状態にある。
【０００５】測定データ検出における諸問題は、例え
ば、切削くず、冷却剤の噴霧、溶剤、油、油脂、水、お
よび機械的な磨耗によって誘起される。
【０００６】冒頭に記載した様式の長さ測定装置は公知
であり、この長さ測定装置が、ノエシス（Noesis）社の
カタログ「磁気的な長さ測定システム ＭＳ０１の技術
的なハンドブック」において、文書化されている。その
際に、使用された測定システムは、溝部内に組み込まれ
た目盛体、接続ケーブル、およびセンサーヘッドおよび
評価電子機器から構成されている評価システムから成っ
ている。このセンサーヘッドが目盛体１２の上を通過し
て移動される間に、このセンサーヘッドは、位置を検出
する。このセンサーは、その際に、磁気的な場の情報を
感知し、且つ、これら信号を、この評価電子機器に転送
する。この評価電子機器は、これらインターフェースに
適合したプロトコルのための信号を、精確な位置測定の
ために処理する。
【０００７】公知の長さ測定装置において、問題は、こ
の長さ測定装置が、取り外し可能にそれぞれに設けられ
た構造部材または機械装置内にまとめられている場合、
これら長さ測定装置が、修理の場合において交換され得
ないことにある。目盛体を、切削くず、冷却剤の噴霧、
溶剤、油、油脂、水、および機械的な磨耗から保護する
ために、この目盛体は閉鎖されたスペース内にまとめら
れており、これらスペースが、破壊無しに、解体もしく
は再組み立てのために開放され得ず、即ち、このスペー
スを囲繞する、特に測定軸線に沿っての部材が、公知の
長さ測定装置の場合、再び完全に、もしくは後加工無し
に使用可能ではない。
【０００８】ドイツ連邦共和国特許公開第１９９ ３９
６５９号明細書から、長さ測定装置が公知であり、こ
の長さ測定装置において、目盛体は、可撓性の帯状体ユ
ニットとして形成されており、この帯状体ユニットが、
可撓性の、この目盛体を完全に囲繞する覆い部材によっ
て囲繞されている。
【０００９】ドイツ連邦共和国特許第１００ ６４ ７
３４号およびドイツ連邦共和国特許第２０１ １０ ９
０９号の優先権を有する、公表されていない国際公開第
０２／０５２２２０号パンフレットにおいて、長さ測定
装置が記載されており、この長さ測定装置において、た
だ端面側でだけ外から取り扱い可能な管路が設けられて
おり、この管路内に測定帯状体が収納可能であり、且つ
固定可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、この公知技術
を出発点として、本発明の根底をなす課題、即ち技術的
な問題は、高い精度および信頼性の維持のもとで、経済
的な製造、および簡単な交換を保障し、その際、同時
に、案内用形材における溝部を製造するための加工費用
が明確に減少され得る位置測定装置を提供することであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明により構成された
目盛体を有する担持体は、請求項１において、提示され
ている。
【００１２】本発明による位置測定装置は、独立した請
求項１３および１４によって与えられている。有利な実
施形態および更なる構成は、従属請求項の対象である。
【００１３】本発明による位置測定装置は、有利な方法
で、成形体ユニットが設けられており、この成形体ユニ
ットが、断面において、中空成形体領域、および、２つ
の側方に突出した当接領域を有する被覆フランジを備え
ており、その際、目盛体が、この中空成形体領域内に取
り外し可能に設けられており、この中空成形体領域が、
溝部の開いている側面から、この溝部内へと、取り外し
可能に固定可能に組み込み可能であり、この目盛体の整
向が、この溝部内に組み込まれる成形体ユニットにおい
て、この溝部の上側の側縁部領域に対するこの成形体ユ
ニットの突出した当接領域の当接によって行われること
によって特徴付けられている。
【００１４】この位置測定装置は、特に経済的な製造に
よって特徴付けられている。成形体ユニットは、別個に
製造され得る。目盛体は、簡単な構造およびやり方で、
この成形体ユニット内に組み込まれ、且つ修理の場合
に、再びこの成形体ユニットから引き出される。特に大
きな利点は、案内用形材内における溝底部が、極めて高
い精密さでもって製造される必要がないことにある。何
故ならば、この目盛体の整向は、溝部内において、被覆
フランジの突出した当接領域の当接によって、上側で、
溝部の側方の縁部領域内において行われるからである。
この縁部領域は、溝底部に対して、基本的により僅かの
費用でもって、高い精確さを有して製造可能である。
【００１５】特に有利な実施形態は、成形体ユニットの
中空成形体領域が、弾性的な壁部を有しており、この壁
部が、溝部内に組み込まれた成形体ユニットにおいて、
固定するように、アンダーカットされた領域、特に溝部
の傾斜された面に対して当接していることによって特徴
付けられている。
【００１６】特に有利な実施形態の変形において、成形
体ユニットの中空成形体領域の壁部は、この中空成形体
領域の内での負圧の付与において、この成形体ユニット
が溝部内へと組み込み可能であるように形成されてい
る。
【００１７】特に有利な、簡単な且つ問題の無い取り出
しを保証する更なる構成は、成形体ユニットの中空成形
体領域の壁部が、この中空成形体領域内への超過圧の付
与において、この成形体ユニットが、問題無く、溝部か
ら取り出し可能であるように形成されていることによっ
て特徴付けられている。
【００１８】簡単な構造およびやり方で、溝部、即ち成
形体ユニット内での目盛体の正確な位置決めを保証する
ために、特に有利な実施形態は、中空成形体領域の弾性
的な壁部が、溝部内に組み込まれた成形体ユニットにお
いて、目盛体をこの中空成形体領域内で固定することに
よって特徴付けられている。
【００１９】本発明による測定装置の有利な実施形態に
より、成形体ユニットを取外し可能に、開かれている溝
部側面から、この溝部内へとクリップ留め、または係止
することも可能である。
【００２０】成形体ユニットのための材料として、有利
には、金属の材料または合成物質、特に射出成形可能な
合成物質が考慮に値する。
【００２１】本発明による測定装置は、磁気的な、誘導
的な、または光学的な測定システム内で、問題無く変換
可能である。
【００２２】本発明の更なる実施形態、および利点は、
請求項において更に構成された特徴によって、並びに以
下に提示された実施例によって与えられる。これら請求
項の特徴は、これら特徴が明瞭に相互に排除しない場合
には、適宜の方法で、互いに組み合わされ得る。
【００２３】次に、本発明並びに有利な実施の形態、お
よびそれら実施の形態の更なる構成を、図に示された実
施例に基づいて、詳しく記載し、且つ説明する。詳細な
説明および図から見て取ることができる特徴は、個別
に、自体で、または複数で、適宜の組合せでもって本発
明により使用され得る。
【００２４】
【発明の実施の形態】図２において、原理的な構造を示
している長さ測定装置１０が概略的に図示されている。
詳細には図示されていない構造部材に、目盛体１２が固
定されており、この目盛体は、帯形状に形成されてお
り、且つ図示された実施例において、重合体内において
結合されたフェライトの材料を有している。交互のＳ極
およびＮ極を有する系統的な磁化によって、磁気的な交
番場が、この目盛体１２の上に形成される。同時に、少
なくとも１つのセンサー１４が設けられており、このセ
ンサーは、この目盛体１２を、この目盛体の長手方向Ａ
において移動可能に走査する。このセンサーは、磁気的
な目盛体１２に沿って変化する場の強さに基づいて存在
する磁界強度相違を信号に変換し、これら信号を、この
センサーが、接続ケーブル４４を経由して電子式の評価
ユニット１６に転送する。この評価ユニット１６は、こ
のセンサー１４から入った信号を検出し、且つこれら信
号を評価する。これら評価された信号は、例えば、表示
ユニット１８、または、記憶または更なる処理のための
ユニット２０に供給される。この測定システムは、同様
に、誘導的なまたは光学的な測定システムとしても形成
され得る。
【００２５】図１は、目盛体１２の担持体としての、基
礎部２６上に設けられている案内用形材２２のフレーム
内における、本発明による長さ測定装置の使用の実際的
な変換部を示している。この矩形の案内用形材２２の上
に、Ｕ字形のキャリッジ２４が、玉軸受２８を介して長
手方向に摺動可能に支承されている。この案内用形材２
２の右側の下側の側壁上に、溝部３２が内側へフライス
加工されており、この溝部内に、成形体ユニット５０が
取り外し可能に組み込み可能であり、この成形体ユニッ
トに沿って、もしくはこの成形体ユニット内に、この目
盛体１２が配設されている。
【００２６】長さ測定装置は、同様に、キャリッジを有
する案内用形材が設けられていること無しに、担持体と
しての簡単な板の上にも配設され得る。
【００２７】直接的に外側で、溝部３２の手前に、セン
サー１４がキャリッジ２４に配設されており、このセン
サーは、長手方向に摺動可能に、このキャリッジ２４と
共に、この溝部３２内に存在する目盛体１２を、長手方
向位置を検出するために走査する。
【００２８】図３は、概略的に、詳細透視画法で、長さ
測定装置１０．１を示しており、この長さ測定装置が、
原理的に、図１による長さ測定装置１０と同じように構
成されており、しかしながら、それぞれに側方にＵ字形
の切欠き部を有する、断面において種類の異なる案内用
形材２２．１を備えている。案内用形材２２．１上に、
滑動するように、キャリッジ２４．１が配設されてお
り、このキャリッジは、詳細には図示されていないモー
タおよび制御機構ユニットを介して制御され、且つ従っ
て、適当な初期設定でもって、長手方向Ａ内において位
置決め可能である。キャリッジ２４．１の側方におい
て、センサー１４．１が接続されており、このセンサー
は、同様に、案内用形材２２．１を上側において囲繞
し、且つこのセンサーによって、目盛体１２の情報信号
が検出される。この目盛体１２は、取り外し可能に案内
用形材２２．１の溝部３２内に配設されている成形体ユ
ニット５０内に設けられている。
【００２９】図４ａ、４ｂおよび４ｃにおいて、目盛体
１２を有する成形体ユニット５０の実施例が、詳しく言
うとつまり、溝部３２内に組み込まれた状態（図４
ａ）、取り出し状態（図４ｂ）、および挿入状態（図４
ｃ）において図示されている。
【００３０】案内用形材２２．１内において設けられて
いる溝部３２は、溝底部３４、および側方で外側に向か
って断面積を収斂する側面３６を有している。これら傾
斜した側面３６は、この溝部３２のアンダーカットされ
た領域を形成している。成形体ユニット５０は、側方に
突出した当接領域５４を有する被覆フランジ３０を備え
ている。この被覆フランジ３０に対して、下側に、弾性
的な壁部５８を有する中空成形体領域５２が形成されて
いる。この中空成形体領域５２内に、目盛体１２が配設
されている。
【００３１】図４ａによる組み込まれた作動状態におい
て、中空成形体領域５２は、側方に凸状に外方へとアー
チ形にされており、且つ、力Ｆ１でもって、溝部３２の
側面３６に対して押圧している。同時に、当接領域５４
は、力Ｆ２を介して、この溝部３２の上側における側縁
部領域５６に対して、押圧している。更に、組み込まれ
た状態において、中空成形体領域５２の壁部５８の下側
の領域は、この領域の弾性的な特性に基づいて、凹状に
内方へとアーチ形にされており、その際、この壁部の凹
状の領域が、力Ｆ３を目盛体１２の方に向かって及ぼ
し、このことによって、この目盛体が、被覆フランジ３
０の下側に対して押圧され、且つ従って、この目盛体の
位置において固定される。成形体ユニット５０の図示さ
れた構成の大きな利点は、この組み込まれた状態におけ
る目盛体１２の整向状態が、当接領域５４の当接によっ
て側縁部領域５６に対して行われ、且つ、溝底部３４内
における当接を介して行われないことにある。このこと
は、溝部３２の製造に関して、大きな利点である。何故
ならば、溝底部が、高い精度でもって製造される必要が
ないからである。上側での側縁部領域５６の精確な製造
は、基本的に僅かの経費を併せ持つ。これによって、こ
の溝部３２は、基本的により僅かの製造費用でもって形
成され、しかもその場合に、目盛体１２の整向の精確さ
は、そのことで損なわれることはない。
【００３２】側縁部領域５６は、詳細には図示されてい
ない実施例により、担持体としての案内用形材２２．１
の上側面６０、または基礎部２６と共に、１つの面内に
おいて位置することも可能である。
【００３３】成形体ユニット５０が、溝部３２から取り
出されるべき場合、封隙された中空成形体領域５２内
に、超過圧力が付与され、従って、この中空成形体領域
は上方にアーチ形になり、且つ、全体で、この成形体ユ
ニット５０が取り出される（図４ｂを参照のこと）。
【００３４】成形体ユニット５０が、溝部３２内に挿入
されるべき場合、図４ｃにより、中空成形体５２の密な
内側領域内に、負圧が付与され、このことによって、こ
の中空成形体領域５２の壁部５８は、この中空成形体領
域５２が、この溝部３２の内側内に挿入され得るように
変形する。挿入の後、この中空成形体領域５２の内側に
おいて、再び周囲圧力（Umgebungsdruck）が形成され、
従って、この中空成形体領域５２は、この中空成形体領
域の壁部５８の弾性的な特性に基づいて、図４ａにおい
て図示された位置において、この溝部３２内で、自体で
固定する。
【００３５】図５は、これまで図示された実施例の変形
を示しており、その際、目盛体１２．５が、自体で、被
覆フランジの機能を果たしている。成形体領域は、弾性
体５２．５であり、この弾性体が、溝部３２内に係止可
能である。従って、この成形体領域は、この溝部３２の
アンダーカットされた側面３６に対して当接し、且つ、
この目盛体の当接領域５４をこの溝部３２の側縁部領域
５６に対して押付ける保持力を、この帯形状の目盛体１
２に作用する。この成形体領域は、同様に、ここで、中
空成形体としても形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】載置された、長手方向で移動可能なキャリッジ
を有する案内用形材の、著しく概略的な断面図であり、
このキャリッジの位置が目盛体の使用のもとで規定さ
れ、この目盛体が案内用形材における溝部内に設けられ
ており、且つこの目盛体の情報がこのキャリッジに固定
されたセンサーヘッドを介して検出される。
【図２】従来技術による長さ測定装置の根本原理の、著
しく概略的な図である。
【図３】案内用形材、キャリッジ、およびこのキャリッ
ジの側方に固定されたセンサーヘッドを有する、長さ測
定装置の概略的な詳細透視画図である。
【図４ａ】組み込まれた状態における、溝部内に取り外
し可能に組み込み可能な成形体ユニットを有する、案内
用形材の溝部の領域における概略的な詳細断面図であ
り、この成形体ユニット内に目盛体が配設されている。
【図４ｂ】取り出し状態における図４ａによる断面図で
ある。
【図４ｃ】挿入状態における図４ａによる断面図であ
る。
【図５】弾性的な成形体領域、および被覆フランジとし
ての目盛体を有する案内用形材の断面図である。
【符号の説明】
１０ 長さ測定装置 １０．１ 長さ測定装置 １２ 目盛体 １２．５ 目盛体 １４ センサー １４．１ センサー １６ 評価ユニット １８ 表示ユニット ２０ 記憶または更なる処理のためのユニット ２２ 案内用形材 ２２．１ 案内用形材 ２４ キャリッジ ２４．１ キャリッジ ２６ 基礎部 ２８ 玉軸受 ３０ 被覆フランジ ３２ 溝部 ３４ 溝底部 ３６ 側面 ４４ 接続ケーブル ５０ 成形体ユニット ５２ 中空成形体領域 ５２．５ 中空成形体領域 ５４ 当接領域 ５６ 側縁部領域 ５８ 壁部 ６０ 上側面 Ａ 目盛体の長手方向 Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ 力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390014281 ＤＲ． ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮ ＨＡＩＮ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ Ｍ ＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦ ＴＵＮＧ (72)発明者 クラウディア・ヴァール ドイツ連邦共和国、ハイルブローン、ブン センストラーセ、６ (72)発明者 アンドレア・コロヴィン ドイツ連邦共和国、ヴァインスベルク、ハ ラー・ストラーセ、37 (72)発明者 ローゼマリー・バウアー ドイツ連邦共和国、タム、ルートヴィッヒ スブルガーストラーセ、24 Ｆターム(参考） 2F077 AA41 PP11 PP19 VV02 VV03 VV04 VV23 VV31 3C029 AA32

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 目盛体（１２、１２．５）を有する担持
    体において、 − この担持体（２２、２２．１）内において、溝部
    （３２）が上側の側縁部領域（５６）と共に、形成され
    ており、 − 成形体ユニット（５０）が設けられており、この成
    形体ユニットが、断面において、成形体領域（５２、５
    ２．５）、２つの側方に突出した当接領域（５４）を有
    する被覆フランジ（３０、１２．５）、および目盛体
    （１２、１２．５）を備えており、且つ、 − この成形体領域（５２、５２．５）が、溝部（３
    ２）の開いている側面から、この溝部内へと、取り外し
    可能に固定可能に組み込み可能であり、且つ、 − この目盛体（１２、１２．５）の整向が、この溝部
    （３２）内に組み込まれる成形体領域（５２、５２．
    ５）において、この溝部（３２）の上側の側縁部領域
    （５６）に対するこの被覆フランジ（３０、１２．５）
    の突出した当接領域（５４）の当接によって行われる、
    ように構成されていることを特徴とする、上記目盛体を
    有する担持体。
  2. 【請求項２】 目盛体（１２、１２．５）は、帯形状で
    あることを特徴とする請求項１に記載の目盛体（１２、
    １２．５）を有する担持体。
  3. 【請求項３】 成形体領域（５２、５２．５）は、弾性
    的であり、且つこの成形体領域が、固定するように、溝
    部（３２）のアンダーカットされた領域に対して当接し
    ているように構成されていることを特徴とする請求項１
    または２に記載の目盛体（１２、１２．５）を有する担
    持体。
  4. 【請求項４】 成形体領域（５２、５２．５）は、溝部
    （３２）内に、クリップ留め可能に、または係止可能に
    形成されていることを特徴とする請求項１から３のいず
    れか一つに記載の目盛体（１２、１２．５）を有する担
    持体。
  5. 【請求項５】 成形体ユニットは、弾性的な壁部を有す
    る中空成形体領域（５２）であることを特徴とする目盛
    体（１２、１２．５）を有する担持体。
  6. 【請求項６】 中空成形体領域（５２）の壁部（５８）
    は、この中空成形体領域（５２）の内への負圧の付与に
    おいて、この成形体ユニットが溝部（３２）内へと組み
    込み可能であるように形成されていることを特徴とする
    請求項５に記載の目盛体（１２、１２．５）を有する担
    持体。
  7. 【請求項７】 中空成形体領域（５２）の壁部（５８）
    は、この中空成形体領域（５２）内への超過圧の付与に
    おいて、成形体ユニット（５０）が、溝部（３２）から
    取り出し可能であるように形成されていることを特徴と
    する請求項５または６に記載の目盛体（１２、１２．
    ５）を有する担持体。
  8. 【請求項８】 目盛体（１２）は、中空成形体領域（５
    ２）内に、取外し可能に設けられていることを特徴とす
    る請求項５から７のいずれか一つに記載の目盛体（１
    ２、１２．５）を有する担持体。
  9. 【請求項９】 中空成形体領域（５２）の弾性的な壁部
    （５８）は、溝部（３２）内に組み込まれた成形体ユニ
    ット（５０）において、目盛体（１２、１２．５）をこ
    の中空成形体領域（５２）内で固定することを特徴とす
    る請求項８に記載の目盛体（１２、１２．５）を有する
    担持体。
  10. 【請求項１０】 成形体ユニット（５０）の中空成形体
    領域（５２）の壁部（５８）は、超過圧の付与におい
    て、目盛体（１２、１２．５）が成形体ユニット（５
    ０）から引き出され得るように形成されていることを特
    徴とする請求項９に記載の目盛体（１２、１２．５）を
    有する担持体。
  11. 【請求項１１】 成形体領域（５２、５２．５）は、金
    属の材料または合成物質から成ることを特徴とする請求
    項５から１０のいずれか一つに記載の目盛体（１２、１
    ２．５）を有する担持体。
  12. 【請求項１２】 被覆フランジは、目盛体（１２．５）
    であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つ
    に記載の目盛体（１２、１２．５）を有する担持体。
  13. 【請求項１３】 位置測定装置であり、この位置測定装
    置が、請求項１から１２のいずれか一つに記載の担持体
    （２２、２２．１）、および、目盛体（１２）を走査す
    るための少なくとも１つのセンサー（１４、１４．１）
    を有することを特徴とする位置測定装置。
  14. 【請求項１４】 位置測定装置であり、この位置測定装
    置が、 − 帯形状の目盛体（１２）を有し、この目盛体が、形
    材（２２、２２．１）に設けられている溝部（３２）の
    内に配設可能であり、 − 少なくとも１つのセンサー（１４、１４．１）を有
    し、このセンサーが、目盛体（１２）に沿って移動さ
    れ、且つ従って、この目盛体（１２）上に記憶された情
    報を検出し、および、 − 評価ユニット（１６）を有し、この評価ユニット
    が、このセンサー（１４、１４．１）から与えられたそ
    れら情報を評価し、その際、 − 成形体ユニット（５０）が設けられており、この成
    形体ユニットが、断面において、中空成形体領域（５
    ２）、および、２つの側方に突出した当接領域（５４）
    を有する被覆フランジ（３０）を備えており、その際、 − 目盛体（１２）が、この中空成形体領域（５２）内
    に取り外し可能に設けられており、 − この中空成形体領域（５２）が、溝部（３２）の開
    いている側面から、この溝部内へと、取り外し可能に固
    定可能に組み込み可能であり、 − この目盛体（１２）の整向が、この溝部（３２）内
    に組み込まれる成形体ユニット（５０）において、この
    溝部（３２）の上側の側縁部領域（５６）に対するこの
    成形体ユニット（５０）の突出した当接領域（５４）の
    当接によって行われる、ように構成されていることを特
    徴とする位置測定装置。
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