JPS60125505A - 長さ測定装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、スケールが保持体に取り付けられ、光電子走
査装置が走査板と照明装置と感光受信機とを持ち、この
走査装置が、測定検出器を形成する係合片を介してスケ
ールの縦方向に移動可能であり、スケールに従う走査方
向を得るために補助案内部が設けられ、保合片との結合
部が測定方向に対して直角に撓むことができるように構
成されている長さ測定装置、特に包囲された長さ測定装
置に関する。

従来の技術 この種の構成はドイツ連邦共和国特許出願公告第２３４
９９４４号明細書および同第２５１０２１９号明細書か
ら公知である。測定が、スケール自体の経過により予め
決められた測定方向において行なわれるので、例えば工
作機械の主軸と連結されている測定検出器の横偏差によ
り生ずる測定誤差が除去され、特に走査板がスケールか
ら履れまたは走査板とスケールとの間隔が変わることが
防止されるようにしなければならない。公知の長さ測定
装置においては走査板、照明装置および感光受信機が走
査装置の内部で大抵付加ハウジング内に収納される回定
的ｆ！置になるように結合されており、この走査装置と
測定検出器との間に測定方向に対して直角に撓むことが
できる結合部が設けられている。この結合部は押圧ばね
も持っており、この押圧ばねが、摺動片あるいはローラ
を持つ走査装置を、大抵互いに垂直になっている２つの
案内面から成る補助案内部に押し付ける。これらの補助
案内部のうち１つがスケール自体によって形成される場
合は、摺動片あるいはローラは走査板から比較的大きい
間隔を置いて走査装置に設けられなければならない。そ
れによって走査装置全体の正確な案内しか実現されず、
スケールに対する走査板の正確な案内は実現されず、そ
して案内面の形成のためにスケールを過度に広くするこ
とが必要になる。検出器に移動可能に支持すべき走査装
置は、比較的大ｉい自重を持っている。したがって長さ
測定装置を工作機械に取り付ける際に回ｉｌ！’ｒきな
いような振動あるいは衝撃が発生した場合にも走査装置
の摺動片あるいはローラを確実に補助案内部に係合させ
るために、比較的大きく寸法設定されたばねが必要であ
る。

したがってこれらの補助案内部に対する大きな押圧力が
生ずる。対象の種類の公知の長さ測定装置の別の決定的
な欠点は、しばしば信号用の増編器あるいはその他の処
理装置と同じに白板に取り付けられる照明装置および感
光受信機へ至る導線が、保合片に対する走査装置の横移
動を許容するように構成されなければならないことにあ
る。

他のａｍの解決のために、すなわち測定の訂正、例えば
ピッチ誤差の補償のための保合片に対する走査装置の相
対移動のために、走査装置を保合片に対してスケールの
縦方向に移動可能あるいは傾斜可能に構成しかつ訂正案
内部を設けることは公知であり、この訂正案内部は大抵
訂正興形断ｌを持ち、この訂正異形断面が、上位にある
測定装置との比較測定の際に決められかつ走査器を介し
て走査され、この走査器が走査装置を前進あるいは後退
または揺動させる。

同様の構成がドイツ連邦共和国特許出願公告第３２０８
５９１号明細書および同第３２１０９６２号明１ＩＩＩ
１から公知である。ドイツ連邦共和１持許出顕公告第３
２１０９６２号明細書にょる揺動可能な構成において、
走査板だけを揺動させ、しかし走査装置の池の部分を揺
動シこ関係なくスケールの縦方向に案内することも公知
である。それにも拘らず、走査装置が所定の測定方向に
おいてスケールに従うようにしようとする場合は、走査
装置全体を再び上述のやり方で案内しかつ測定検出器と
結合しなければならない。原則として、走査板の傾斜移
動を可能にするために、この走査板とスケールとの比較
的大きい間隔の厳守が必要であり、この間隔は傾斜する
際少なくとも個々の格子範囲において変動するので、信
号ひずみが発生し、これらの信号ひずみは再び補償され
なければならない。スケールに従う測定方向を保証する
場合は全構戎が、すべての欠点が維持されている、冒頭
に挙げたＭＭの長さ測定装置より高価になる。ドイツ連
邦共和国特許出願公告第３２０８５９１号明細府による
構成も同じ欠点を持っている。この構成においては走査
板が走査装置の池の部分に対して、平行４辺形リンクを
形成するばねに、この走査板自体に対して平行に移動１
能に案内され、この移動のために、ゲージを走査する検
出器ｂＳ設けられあるいは移動が適当な制御信号の発生
により圧電式に行なわれる。この場合、開示されていな
いことであるが、走査装置が必然的にスケールに従うよ
うに案内される場合でも、走査板の相対縦移動の際にこ
の板とスケールとの間隔が変化するに至る。

また強制的に走査板とスケールとの大きい間隔を厳守し
なければならない。

発明の目的 本発明の！Ｉ！題は、冒頭に挙げた種須の長さ測定装置
の全構成を開帳にしかつその際痔命および作動確実性を
高めることである。

目的を達成するための手段 この課題は、走査板だけが補助案内部で案内され、これ
らの浦助案内部のうちの一方がスケール自体であり、し
かし走査装置の照明装置および感光受信機が係合片に取
り付けられ、測定方向に対して直角に撓むことができる
結合部が保合片と走査板との間に設けられていることに
よって解決される。

本発明は、特に、定間隔（間隙の大きさ）が保証され、
またはスケールから走査板が灘れることが確実に防止さ
れかつ走査板がスケールに正確に従うｍ、６に、スケー
ルに対する走査板の正確な案内が重要であるという認識
に基づいている。移動中に測定検出器に従う照明装置と
受信機との通常小さい相対移動は、測定結果を誤云する
信号変化を生ぜしめない。実際上、互いにピッチの数分
の１および全ピッチの任意の数だけずらされた、別体の
感光受信機および別体のあるいは共通の照明装置が付属
する複数の走査格子を持つ走査板を使用して増分スケー
ルを走査する場合は、測定過程にお′Ｊ）て、感光受信
機の出力端に生ずる、大抵正弦波に似た、互いに移相さ
れた信号の信号強度または直流竜主成分の変化が容易に
補償可能になる。この場合感光受信機および照明装置の
導入線を、検出器の構成要素を形成する構成部材に固定
的に組み付けることができる。比較的小さい自重を持つ
走査板だけがスケールに沿って補助案内部に案内され、
その際小さい押圧力で充分である。押圧装置および走査
板の案内素子用に簡拳な構造を選ぶことができる。走査
板自体はスケールで案内されるから、間隙の大きさは一
定であり、スケールを公知の構造の場合より狭く構成す
ることができ、かつ必要な作動確実性が保証される。

基本構造を維持しながら、走査ゲージなどに従う検出器
により走査板を走査装置の池の部分に対して縦移動させ
ることによって訂正を行なうことができ、この場合にも
間隙の大きさが厳守されかつ走査がスケールの縦方向に
行なわれる。

補力案内部をスケール自体とスケールに対して垂直に保
持体に設けられた摺動面とから構成することができ、こ
の摺動■は締め付けられた金属帯により形成され、この
金属帯の経過は、間隔を置いて取り付けられかつ保持体
の中で案内される調節ねじにより調節可能である。

簡単な構成によれば、走査板が摺動片によりスケールお
よび摺動面に支持され、かつ案内面のなす角度のピッチ
面円で作用する共通の圧縮ばねを介して走査装置の他の
部分と結合されている。この場合唯１つのばねが走査板
の摺動片を両方の案内面に係合させている。

実施例 本発明対象の実施例が図１面に示されている。

長さ測定装置は、下方にスリット２を持つ方形管の形を
した、大抵押出し成形異形材から成る保持体ｌを持って
おり、この方形管の上側壁は必要な曲げ強さを得るため
に非常に厚くされている。実施例においては保持体ｌの
空所３の中にガラススケール４が、一方の縁が溝５には
め込まれかつそこにおいて弾性帯６、締付は片などによ
りその位置で抜は止めされているように、取り付けられ
ている。スケール４の空所３の中へ突き出ている主要部
は測定ピッチ、例えば線格子から成る増分ピッチを持っ
ている。

測定すべき物体に対応した測定検出器は、例えば刃保持
体と共に工作機械の主軸８上に案内される結合片７と、
スリット２を通される刀状片９と、空所３の中に収納さ
れた、測定車とも称せられる走査装置ｌＯとを持ってい
る。部分？、９．１０は互いに固定的に結合されている
。刀状片９は、防塵に役立つ密尉悪片のＭＪ　ｆこある
スリット２に係合するので、スケール４および走査装Ｈ
１０は空所３の中に包まれている。

測定車ＩＯに、発光ダイオード１２を持つ台板１１およ
びフォトトランジスタ１４を持°つ台板１３が互いに対
向してねじ１５によって取り付けられている。各ダイオ
ード１２にトランジスタ１４が間隔を置いて対向してい
る。ダイオード１２とトランジスタＩ４との間）こスケ
ール４および走査板１６が存在する。走査板１６は、互
いにずらされかつダイオード−トランジスタ対１２．１
４に対応した読取り区域を持っており、それぞれのダイ
オード１２がスケール４と走査板１６の付属の読取り区
域とを通って付属のフォトトランジスタ１４を照らす、
フォトトランジスタの照度はスケール４に対する走査板
１６の読取り区域の相対位置の変化と共に変化するので
、トランジスタの出力端に、照度および相対移動に応じ
て変化する信号が発生し、これらのは号が評価ｖＭ置へ
供給され、この評価装置が、互いに移相された信号から
スケールに対する測定車ＩＯの移動方向を弁別しかつ全
信号列、例えば信号列の零点通過の計数によりかつ（あ
るいは）電子的細分あるいは補間計算によって、基準ピ
ッチにより与えられるスケールのそれ以上の部分を行な
い、かつ必要の場合には計算機により出力信号を発生さ
せ、これらの出力信号が測定結果として表示されあるい
は（かつ）工作機械の＄１ＨＩＩ装置へ供給される。

走査板１６はプラスチック摺動片１８ａによりスケール
４の対応する側）こ支持されている。さらに走査板１６
は、走査区域をあけておく保持体１７と結合されており
、この保持体は、上面に設けられた摺動左１８ａにより
銅帯１８に支持されており、この調帯は上方において溝
５の側で管空所３の中にはめ込まれかつ縦方向に締め付
けられている。スケール４の走査板１６に向いた面およ
び調帯１８の下方へ向いた面が、走査板１６の摺動片１
８ａの案内面を形成している。

走査装置の池の部分を含む測定車ｌＯにばね１９がはま
っており、このばわが端部に玉２０を持ら、この玉が遊
隙なしに保持体１７の凹所に係合する。ばね１９は初応
力をかけられかつほぼ対角線方向に、上述の両案内面に
より形成された縁に向かって押圧する。それによっては
ね１９は玉２０により走査板１６を付属の案内部４．１
８に係合させている。これらの案内部および走査板１５
の′ＷＰ動方向に対して測定車１０Ｌ／たがってまた検
出器全体７，９．１０の高さ方向および側方への多動が
可能である。

帯１８により形成された案内面の経過を正確に決めるた
めに、保持体ｌに間隔を置いてねじ穴２２が設けられて
おり、これらのねじ穴の中で、ウオームねじとして構成
されかつ帯１８に向かって接近可能な調節ねじ２３が案
内されている。

本発明の範囲を逸脱することなしに構造上の変更が可能
であることは勿論のことであり、特に、走査板、照明装
置および感光受信機が同じスケール面に配置され、かつ
受信機が、スケールピッチから走査板を通って反射され
る光を受けまたはスケールが裏側で反射しかつ受信機お
よび光源がスケールに対して直角方角にずらされている
、入射光方式で動作する走査装置においても、適当な構
造を実現することができる。

案内面、係合片および押圧ばねを、図示されたものと別
様に構成することができる。走査板１６をスケールの縦
方向に測定車１０に対して相対移動可能に設けかつ調整
装置を設けることができ、この調整装置はこのような相
対移動を訂正異形断面に関係して行なう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による長さ測定装置の正面図、第２図は
第１図による長さ測定装着の側面刃である。 １・・・保持体、４・・・スケール、７・・・結合片、
８・・・主軸、９・・・刀−状片、１０・・・走査装置
、１１．１３・・・台板、１２・・・発光ダイオード、
１４・・・フォトトランジスタ、　１６・・・走査板、
１８・・・銅帯、１９・・・ばね、２０・・・玉第１頁
の続き ０発　明　者　マックス・シュヴアイ　オーストゲル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　スケール（４）が保持体（Ｈに取り付けられ、光電
   子走査装置が走査板（１６）と照明装置（１１゜１２）
   と感光受信機（１３，１４）とを持ち、この走査装置が
   、測定検出器を形成する係合片（７゜８．９）を介して
   スケール（４）の縦方向に移動可能であり、スケールに
   従う走査方向を得るために補助案内部（４，１８）が設
   けられ、保合片との結合部が測定方向に対して直角に撓
   むことができるように構成されている長さ測定装置にお
   いて、走査板（１６）だけが補助案内Ｍ（４゜１８）で
   案内され、これらの補助案内部のうちの一方がスケール
   （４）自体であり、しがし走査装置の照明装置（１１，
   １２）および感光受信機（１３，１４）が保合片（７，
   ９，１０）に取り付けられ、測定方向に対して直角に撓
   むことができる結合部（１９，２０，２１）が保合片（
   ７，９，１０）と走査板（Ｉ６）との間に設けられてい
   ることを特徴とする、長さ測定装置。 ２　補助案内部（４，１８）がスケール（４）自体とス
   ケールに対し垂直に保持体（１）に設けられた摺動面（
   １８）とから成り、この摺動面が、竺め付けられた金属
   帯（１８）により形成され、この金属帯の経過が、間隔
   を置いて取り付Ｈｊられかつ保持体の中で案内される調
   節ねじ（２３）により調節可能であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の長さ測定装置。 ３　走査板（１６）が！Ｍ動片（１８ａ）によりスケー
   ル（４）および摺１１１ｆｆ（１８）に支持され、かつ
   案内面（４，１８）のなす角度のピッチ面内で作用する
   共通の圧縮はね（１９）を介して走査装置の池の部分（
   １０）と結合されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項および第２項のうち１つに記載の長さ測定装置
   。