JPH1082663A - 光電位置測定装置 - Google Patents

光電位置測定装置

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JPH1082663A
JPH1082663A JP9106394A JP10639497A JPH1082663A JP H1082663 A JPH1082663 A JP H1082663A JP 9106394 A JP9106394 A JP 9106394A JP 10639497 A JP10639497 A JP 10639497A JP H1082663 A JPH1082663 A JP H1082663A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 擾乱に対する安全性が改良され、位置に依存
する走査信号が目盛板の静電的な帯電により影響されな
い光電位置測定装置を提供する。 【解決手段】 ホルダー本体１に固定され、マーク８を
有する非導電性材料の目盛板５を有し、位置に依存する
走査信号を発生するため、マーク８に対して測定方向Ｘ
に相対移動する走査装置９で前記目盛板を光電走査し、
滑りあるいは転がり部材１２により目盛板５の表面領域
に前記走査装置９を支持している光電位置測定装置にあ
って、目盛板５の表面領域あるいは少なくともその近く
に配置された表面領域が導電材料１３と電気接触し、前
記導電材料１３と基準電位１５の間に導電性の接続部材
１４が設けてある

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ホルダー本体に
固定され、マークを有する非導電性材料の目盛板を有
し、位置に依存する走査信号を発生するため、マークに
対して測定方向に相対移動する走査装置で前記目盛板を
光電走査し、滑りあるいは転がり部材により目盛板の表
面領域に前記走査装置を支持している光電位置測定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の測定装置は工作機械や座標測定
機械で増分位置測定あるいは絶対位置測定のために使用
されている。光電位置測定装置では、目盛板が光源と光
検出器により無接触に走査される。その時に発生する電
気信号は比較的小さいので外乱に弱い。
【０００３】ドイツ特許第 25 05 587 C3 号明細書に
は、この発明の前提条件となる測長装置が開示されてい
る。ハウジンの中にはガラス目盛板が弾力性の強い接着
層を中間接続して固定されている。走査ユニットはスラ
イダーを介してガラス目盛板に支持されているので、目
盛板は走査ユニットの案内部となる。この位置測定装置
の難点として、ガラス目盛板の表面上に電荷が集まり、
この電荷が走査ユニットを介して急激に放電するほど大
きくなることが実証されている。この急激な放電は電気
パルスによるもので、このパルスは擾乱パルスとして働
き、特に増分測定系の場合、評価ユニットにより計数パ
ルスあるいは基準マークパルスとして解釈される。
【０００４】米国特許第 5,030,825号明細書には、目盛
板を走査するため多数の光検出器を使用する測角装置が
開示されている。目盛板と光検出器の間には走査板が配
置されている。この走査板は導電性材料で作製され、基
準電位（アース）に接続している。従って、これは電磁
擾乱場に対して光検出器のシールド作用となる。この処
置の難点は、走査板が透明な材料で作製されていなく、
この走査板の上に周知の方法で非常に微細にパターン化
された走査マークが付けてある点にある。更に、目盛板
から出る擾乱信号はこの処置により防止できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、光
電位置測定装置の場合、擾乱に対する安全性を改良する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、ホルダー本体１に固定され、マーク８を有する
非導電性材料の目盛板５を有し、位置に依存する走査信
号を発生するため、マーク８に対して測定方向Ｘに相対
移動する走査装置９で前記目盛板を光電走査し、滑りあ
るいは転がり部材１２により目盛板５の表面領域に前記
走査装置９を支持している光電位置測定装置にあって、
前記表面領域あるいは少なくともその近くに配置された
目盛板５の表面領域が導電材料１３と電気接触し、前記
導電材料１３と基準電位１５の間に導電性の接続部材１
４が設けてあることによって解決されている。
【０００７】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して好適実施例
に基づきこの発明をより詳しく説明する。図１は測定方
向Ｘに相対的に移動する二つの主要部品、ケース１と連
行体２から成る光電増分測長装置を示す。このケース１
は第一機械部品３に、また連行体２は第二機械部品４に
固定されている。ケース１は金属製、通常アルミニウム
製であるので導電性である。ケース１の内部にはガラス
の目盛板５が固定されている。この固定はケース１の一
方の内面で弾性的な接着層６により行われる。この接着
層６は電気絶縁性である。この弾性的な接着層６によ
り、目盛板５は温度変化があってもケース１には無関係
に自由に延びる。目盛板５には拘束力は伝わらない。透
明な目盛板５には透光性のクロムマーク８の増分目盛７
が付けてある。この増分目盛７は連行体２に固定された
走査装置９により走査される。この走査装置には光源１
０と多数の光検出器１１がある。光源１０の光は目盛７
の透明領域を通過し、光検出器１１に達する。これによ
り、周期的なアナログ走査信号が発生し、これ等の信号
は周知のように計数可能な矩形波信号を形成する評価ユ
ニットに導入される。走査装置９はボールベアリング１
２を介して目盛７を担持する目盛板５の表面にバネ付勢
されて支持されている。
【０００９】外部電場により、およびボールベアリング
１２の転がりと摺動により、目盛板５の表面は帯電する
ので、この表面と測長装置の他の導電部品に電位差が生
じ、この電位差がパルス状の放電を与える。これ等の放
電は電気走査信号に重なり、これが増分式測定系の場
合、計数パルスを与え、計数誤差あるいは評価ユニット
を乱す他の信号となる。
【００１０】帯電を目盛板５の表面から目盛板５の全長
にわたり排出させるため、この第一実施例では測定全長
にわたるクロムの層１３を目盛板の表面に付け、この層
は増分目盛７のマーク８を互いに電気的に接続する。こ
の導電層１３は目盛板の端部でハウジング１に導電接続
している。これには板部品１４を設け、この板部品が目
盛板７で挟持して、あるいは目盛板７とハウジング１で
導電性接着剤で接着して層１３に固定されている。この
板部品１４は層１３を基準電位１５に接続する。何故な
ら、導電性のハウジング１が第一機械部品３に導電的に
固定され、第一機械部品３が再び基準電位（接地、アー
ス）１５に接続している。目盛板５とアルミニウムのハ
ウジング１の間の良導電接続を与えるため、板部品１４
をアルマイト処理されていない領域でハウジング１に接
触させる必要がある。
【００１１】ボールベアリング１２の帯電を避けるた
め、図示する実施例では、このボールベアリング１２も
導電性の連行体２と第二機械部品４を介して基準電位１
５に接続する。ボールベアリング１２は、磨耗による層
１３の破壊を防止するため、層１３の外で転がる。図２
は図１の測長装置の目盛板５の平面図を示す。マーク８
と付ける層１３は、共通の被覆方法で表面に付けてあ
る。この実施例および以下に説明する実施例では、マー
ク８が透過光方法で走査される。マーク８が反射するよ
うに形成されている場合、垂直走査も可能である。その
外、付ける層１３は目盛板の表面にローラーあるいはそ
の他の方法で密着させた金属帯状体でもある。この層１
３あるいは帯状体が十分硬ければ、ボールベアリング１
２もその上を転がる。板部品１４と基準電位１５の間の
電気接続はただ模式的にのみ示してある。
【００１２】図１〜５の図面の全てでは、同じ部品に同
じ参照符号が付けてある。図３によれば、全長に達する
層１３には基準マーク１６が透明窓として装着されてい
る。従って、ただ一回のリソグラフィと被覆処理を用い
て、マーク８，基準マーク１６および付けてある導電性
の層１３を作製できる。図４の層１３は目盛板５の全表
面にわたり広い面積にして付けてあり、従って電荷は特
に板部品１４に良好に、しかも基準電位１５に通じる。
【００１３】図５の例では、層１３には二つのトラック
１７が通っていて、この上にボールベアリング１２が転
動する。電荷をコイル１７から導くためにも、層１３で
はトラック１７はできる限り狭くしてある。図示してな
い方法で、金属層１３の代わりに、導電性の透明層が目
盛板５に付けてある。この利点は、この層にマーク８を
光学的に乱すことなく、従って広い面積でマーク８の上
または下にも付けることができ、特に蒸着で付けること
ができる点にある。
【００１４】目盛板５とこれに対して静止している部品
１との間の導電接続部１４を形成すれば特に有利であ
る。この接続部１４は、特に安定に、良導電性に、しか
も信頼性をもって形成できる。この接続は、バネ性の滑
り接点が連行体に固定され、この滑り接点が一端で基準
電位１５に接続し、他端で目盛板５の表面に導電接触し
て、特に図１〜５に示す層１３の上を滑って、目盛板５
と走査装置９あるいは連行体２の間にも行える。
【００１５】板部品１４の代わりに、他の導電性接続部
材も使用できる。この発明は、説明した増分測定系に限
定するものでなく、絶対位置測定系にも採用できる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による位
置測定装置では、位置に依存する走査信号が目盛板の静
電的な帯電により影響されない点にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第一目盛板を有する光電式の増分測長装置の
部分図、
【図２】 第一目盛板の平面図、
【図３】 第二目盛板の平面図、
【図４】 第三目盛板の平面図、
【図５】 第四目盛板の平面図。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ 連行体 ３，４ 機械部品 ５ 目盛板 ６ 接着層 ７ 増分目盛 ８ 非透光性マーク ９ 走査装置 １０ 光源 １１ 光検出器 １２ ボールベアリング １３ 導電層 １４ 板部品 １５ 基準電位 １６ 基準マーク １７ トラック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター・ネレ ドイツ連邦共和国、83346 ベルゲン、ア イヒエンヴエーク、12 (72)発明者 ペーター・フエルンゼプナー ドイツ連邦共和国、83313 ジークスドル フ、ホッホガリング、２

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ホルダー本体（１）に固定され、マーク
    （８）を有する非導電性材料の目盛板（５）を有し、位
    置に依存する走査信号を発生するため、マーク（８）に
    対して測定方向（Ｘ）に相対移動する走査装置（９）で
    前記目盛板を光電走査し、滑りあるいは転がり部材（１
    ２）により目盛板（５）の表面領域に前記走査装置
    （９）を支持している光電位置測定装置において、前記
    表面領域あるいは少なくともその近くに配置された目盛
    板（５）の表面領域が導電材料（１３）と電気接触し、
    前記導電材料（１３）と基準電位（１５）の間に導電性
    の接続部材（１４）が設けてあることを特徴とする光電
    位置測定装置。
  2. 【請求項２】 目盛板（５）はガラスあるいはガラスセ
    ラミックスから成り、電気絶縁性の層（６）を介してホ
    ルダー本体（１）に固定されていることを特徴とする請
    求項１に記載の光電位置測定装置。
  3. 【請求項３】 目盛板（５）の表面領域は全測定範囲に
    わたり中断することない導電層（１３）を有し、この層
    （１３）は接続部材（１４）を介して基準電位（１５）
    に導電接続していることを特徴とする請求項１に記載の
    光電位置測定装置。
  4. 【請求項４】 光電走査可能なマーク（８）は測定方向
    （Ｘ）に互いに間隔を保ち連続的に配置された層（１
    ３）の導電領域であり、この領域（８）は全測定範囲に
    わたり互いに導電接続し、基準電位（１５）に導電接続
    していることを特徴とする請求項１に記載の光電位置測
    定装置。
  5. 【請求項５】 導電層は透明層あるいは金属層（１３）
    であることを特徴とする請求項３または４に記載の光電
    位置測定装置。
  6. 【請求項６】 電気絶縁層は弾力のある接着層（６）で
    あることを特徴とする請求項１または２に記載の光電位
    置測定装置。
  7. 【請求項７】 電気を導く接続部材（１４）が目盛板
    （５）と導電性のホルダー本体（１）の間に配置され、
    導電性のホルダー本体（１）は基準電位（１５）に導電
    接続していることを特徴とする請求項１に記載の光電位
    置測定装置。
  8. 【請求項８】 ホルダー本体は目盛板（５）のハウジン
    グ（１）であることを特徴とする請求項７に記載の光電
    位置測定装置。
  9. 【請求項９】 電気を導く接続部材は、目盛板（５）の
    導電性の表面の一部の面、およびホルダー本体（１）の
    他の一部の面に導電的に固定されていることを特徴とす
    る請求項７に記載の光電位置測定装置。
  10. 【請求項１０】 電気を導く接続部材は導電性接着剤で
    あることを特徴とする請求項７に記載の光電位置測定装
    置。
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