JPH05503780A - 長さ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 長さ測定方法 技術分野 本発明はカウント（数字）トラックを備えたラスタ目盛りおよび少なくとも１つ の他のトラックにおいて異なる間隔を備えた基準マークを有する目盛り支持体が 走査装置により走査され、そのさい走査信号が評価装置および表示装置において 処理され、そして基準マークの種々の間隔がラスタ目盛りの走査により互いにカ ウントトラックの数単位において検出され、そのさいこの間隔信号からの情報が 符号化された形態において基準マークの位置の絶対値を介して得られる長さ測定 方法に関する。本発明による方法は並進測定装置において、とくに工作機械なら びに長さおよび座標測定機械における大きな長さの高解像度測定装置において利 用可能である。

工作機械および一般的な製造機械において大規模に長さ測定装置が組み込まれて いる。そのさい基本的に２つの種類の測定装置が知られており、そのさい一方の 種類を概念「絶対値装置」および他方の種類を概念「増分数字装置」と呼ぶ。

絶対値装置（例えば、スイス特許第３７４，２０７号）もまた増分装置（例えば 、スイス特許第４９９，０９１号）も一連の特別な長所および短所をそれぞれ有 している。しかしまた、特別な混合解決により両者の測定装置に述べられた技術 の長所を一体化するかまたはそれらの短所を回避する測定装置（例えば、ドイツ 国特許第２゜４１６．２１２号または同第３，１４４，３３４号）が知られてい る。

ドイツ国特許第２，４１６，２１２号明細書による長さおよび角度測定装置にお いては第２の、増分スカシに釘して平行な基準トラックおよびまた各々のマーク から構成することができる同一の基準マークを備えた目盛り支持体が利用されて いる。それぞれの基準マークの絶対値はそれぞれの特別な間隔から隣接する基準 マークに正確に決定し、そのさい隣接する基準マーク間のこれらの間隔は増分ト ラックの走査により検出される。各々の同一基準マークの一致のためにその都度 検出すべきならびに隣接の基準マークが走査されねばならずそしてその対抗側の 特別な間隔が増分トラックの単位において検出されかつ測定方向情報とともに評 価されねばならない。基準マークの支持できる最大の間隔において符号化された 基準トラックの情報量は制限される。それから、この符号化は任意の長さ測定装 置には適さないことがある。

ドイツ国特許第３，６１７，２５４号明細書には基準マークの絶対値の決定のた めにこの基準マークと２つのさらに他の基準マークとの間の少なくとも２つの間 隔を検出する測定方法が記載されている。この公知の測定方法は実質的に大きな 情報量を支持できる小さな間隔に基準マークを介して符号化させることができる 。種々の間隔の明白な復号化はしかしながら高価でありそしてこの基準マークに 対する２つの間隔の計算技術の決定とこの同一の基準マークに対する絶対位置の 割り当てとの間に発生する時間遅延は比較的大きくかつ許容し得る走行速度を制 限する。

ドイツ国特許第３，３２４，００４号明細書は同第２゜４１６．２１２号と同様 に、基準マークの絶対値の決定が隣接する基準マークに対するそれぞれの特別な 間隔の復号化により行われる測定装置を記載している。符号範囲の拡大のために ここでは追加的にさらに他の基準マークトラックが採用され、該トラックは平行 に走査されかつ評価されねばならない。

しかしながら、すべての引用された測定方法は以下の欠点を有している。

すなわち、それぞれ検出すべき基準マークの絶対値の検出は基準マークの走査と 同時にオーバーラインに際して走査単位により行われねばならない。間隔の復号 化および評価装置における記憶装置に入れられた絶対値の準備のためにしかしな がら、復号化のためにマイクロコンピュータが組み込まれるとき、有限の時間が 必要である。

大きな方法速度において準備された絶対位置が実際の位置と同一でない。

計測学的なラスタとして有効である絶対位置が可変欠陥成分（例えば、温度欠陥 または負荷依存の変形割り当てのような）によりマイクロコンピュータによって 訂正される利用の場合に関して、この訂正計算に十分な時間が自由にならない。

発明の開示 本発明の目的はマイクロコンピュータにより作動する長さ測定装置の利用値を測 定信号加工速度の上昇により改善することにある。

本発明は、それゆえ、目盛り支持体が基準マークトラックの間隔を置いて符号化 された基準マークにより走査されかつ基準マークの間隔符号の知見と絶対位置の 準備との間の十分な時間を復号化および訂正計算のために保証する擬似絶対増分 長さ測定装置用の測定方法を提供することにある。

この課題は、本発明によれば、上述した種類の方法において、基準マークの符号 化から復号化された絶対値がカウント（数字）トラックの位置に関連付けられ、 該位置が整数のカウント量２゜≧１だけ走行方向にカウントとラックの位置に対 して移動され、そのさいそれぞれのコードに必要である最後の基準マークがその コードパルスを放出し、さらにこの復号化された絶対値がこの位置において表示 ユニットに測定装置の実際の位置として供給され、そして評価装置において復号 化された絶対値の供給に対する位置の移動が最後のコード（符号）パルスに対し てカウント信号に基づいてカウントとラックにおいて検出される。好ましくは、 そのさい絶対値は評価装置において訂正値により補正されて表示ユニットに供給 させることができる。

本発明による擬似絶対増分長さ測定方法において復号化、補助演算および絶対準 備に必要な時間が自由になり、該時間は走査装置の相対的な移動のために走査装 置の走査のときから間隔を置いて符号化されたコードに関連する基準マークにカ ウントとラックの７０　から増分に必要とされる。評価装置のハードおよび／ま たはソフトウェア装置に応じてカウント量Ｚ。が、復号化、補助演算に応じて絶 対値準備に必要な時間が自由になるように、困難なく目盛り支持体と走査装置と の間の付与された最大の相対的な運動に際して選ばれることができる。

本発明による方法の技術的な効果はとくに、本発明による擬似絶対増分長さ測定 装置においてカウントトラックの位置Ｐｎに割り当てられた絶対値が時間遅延な しに準備されかつそれに伴って準備された絶対位置がまた大きな走行速度に際し て実際の位置と一致していることからなる。さらに測定装置の動的な反応に影響 を及ぼすことなしに、実際の可変欠陥成分の絶対位置を割り当てることができる 。符号知見と絶対値準備との間の本発明による自由な時間間隔に基づいてとくに また二重コードの復号化および追加の訂正計算のためにとくに経済的な解決とし てマイクロコンピュータが使用可能である。

図面の簡単な説明 本発明を以下に添付図面に示した実施例についてより詳細に説明する。

第１図は簡単な符号化された基準トラックを備えた本発明による方法において使 用可能な目盛り支持体を示す説明図、そして 第２図は第１図による目盛り支持体の走査のための走査方向における走査部材の 配置を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図において本発明による方法を実施することができる擬似増分長さ測定装置 のために目盛り支持体１のみが示されており、この目盛り支持体１は金属または 合成樹脂テープまたはガラス体から構成することができる。

さらにラスタ目盛りおよびコードマーク７を有する基準マークトラック３を走査 する光電走査装置（図示されない）が設けられ、該装置が評価装置と接続され、 該評価装置は電気的な絶対値信号を発生する。ラスタ目盛り２および基準マーク トラック３は目盛り支持体１上に配置されている。かかる走査装置の第２図に示 された走査板４は基準マークトラック３の走査用マーク５およびラスタ目盛り２ の走査のために９０’位相をずらした４つの区域を備えた対向格子６を含んでい る。

第１図に示した基準マークトラック３が簡単に符号化される。位置＋Ｐｎについ ての情報は前進運動の場合に関して目盛り方向８においてコードマークＣ１およ びＣｎ−＋またはその間隔ｄｒｌに含まれ、そのさいこの間隔はラスタ目盛り２ に基づいてそれから引き出されたカウント信号により検出される。

選択された実施例に関して以下のパラメータが付与される。

カウントトラックの増分：１μ ラスタ目盛りと走査装置との間の最大対称的速度（走査速度）：１ｍ／秒； 復号化、例えば位置Ｐｎ′の実際の温度補正のごとき補助演算、および評価装置 における絶対値準備に必要な時間：０，５ｍ／秒。

最大の走査速度と絶対値準備に必要な時間の積からカウント量Ｚ。とじて５００ μｍが生じる。

符号化から復号化された絶対値はカウントトラックの位置子Ｐ。＋２に関連付け られ、それはカウントトラックの５００増分のカウント量Ｚ。だけカウントトラ ックの位置に対してずらされ、そのさいコードマークＣ。ヤ２はその符号パルス を付与する。後進運動の場合に関して、位置−Ｐ。についての情報はコードマー クＣｎおよびＯｎ＝、＋にまたはその間隔ｄ。ヤ１に含まれる。そのさい留意す ることは、コードの情報のためにまた記号は前進運動（＋）または後進運動（− ）に対応するということである。符号化から復号化された絶対値はカウントトラ ックの位置Ｐｎに関連付けられ、それはカウントトラックの一５００増分のカウ ント量だけカウント量の位置に対してずらされ、そのさいコードマークＣｎがそ のコードパルスを付与する。好都合なことは、例えば前進運動に際してＣｎ　＋ 　ｒおよびＣｎ　＋　１を通る走査装置の通過によりかつ間隔ｄｎ＋２の検出に よりラスタ目盛り２のカウント信号に基づいてこの情報が復号化されることがで きるということであり、この復号化および訂正計算のためにプロセッサにおいて 時間が自由になりそして計算されかつ補正された絶対値が、この位置子Ｐ　ｎ　 ＋　２が達成される前に十Ｐｎ＋２に関して自由になり、そしてこの位置の達成 に際して絶対値がすぐに表示装置に自由になる。

走査装置として基準マークトラック３の走査のために適する各′装置が利用され る。実際にはしかしながら目盛り支持体に対して移動可能に配置される光電基礎 で作動する走査装置が組み込まれる。該走査装置は一般に走査板および目盛り支 持体１の目盛りの照明用光源を含み、そのさい場合によってはまた収束光学系を 設けることができ、それにより走査板の窓および目盛り支持体１の目盛りを検出 すべき位置の検出用走査信号を発生する走査装置に存在する光電受光器に描くこ とができる。

Ｆｉｇ、１ 要約 長さ測定において、カウントトラックを備えた目盛り（２）と、少なくとも１つ の他のトラック（３）において異なる間隔を備えた基準マーク（７）とを有する 目盛り支持体（１）を走査装置により走査させ、走査信号を評価装置および表示 装置において処理し、基準マーク（７）の種々の間隔をラスク目盛り（２）の走 査により互いにカウントトラックのカウント単位において検出し、この間隔信号 からの情報を符号化された形において基準マーク（７）の位置の絶対値を介して 得ることができる。

基準マーク（７）の符号化から復号化をカウントトラックの位置に関連付け、該 真値を整数のカウント量（Ｚ。

≧１）だけ走行方向（８）にカウントトラックの位置に対して移動させ、それぞ れのコードに必要である最後の基準マーク（７）がそのコードパルスを放出する 。さらにこの復号化された絶対値をこの位置（ｐｎ　）において表示ユニットに 測定装置の実際の位置として供給させ、評価装置において復号化された絶対値の 供給に対する位置（Ｐｎ）の移動を最後のコードパルスに対してカウント信号に 基づいてカウントトラックにおいて検出させるものである。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）カウントトラックを備えたラスタ目盛り（２）と、少なくとも１つの他のト ラック（３）において異なる間隔（ｄｎ＋２，ｄｎ＋１，ｄｎ，・・・，ｄｎ− ２）を備えた基準マーク（７）とを有する自盛り支持体（１）を走査装置により 走査させ、走査信号を評価装置および表示装置において処理し、そして基準マー ク（７）の種々の間隔（ｄｎ＋２，ｄｎ＋１、，ｄｎ，・・・，ｄｎ−２）をラ スタ目盛り（２）の走査により互いにカウントトラックのカウント単位において 検出させ、この間隔信号からの情報を符号化された形態において基準マーク（７ ）の位置の絶対値を介して得られる長さ測定方法において、基準マーク（７）の 符号化から複号化された絶対値をカウントトラックの位置に関連付け、該位置を 整数のカウント量（Ｚｏ≧１）だけ走行方向（８）にカウントトラックの位置に 対して移動させ、それぞれのコードに必要である最後の基準マーク（７）がその コードパルスを放出し、さらにこの複号化された絶対値をこの位置（Ｐｎ）にお いて表示ユニットに測定装置の実際の位置として供給させ、評価装置において複 号化された絶対値の供給に対する位置（Ｐｎ）の移動を最後のコードパルスに対 してカウント信号に基づいてカウントトラックにおいて検出させることを特徴と する長さ測定方法。 ２）評価装置において補正用の複号化された絶対値は温度または負荷に依存する 変形の作用が表示ユニットヘの付与の前に補正値により補正されることを特徴と する請求の範囲第１項に記載の長さ測定方法。