JPS6215801B2 - - Google Patents

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JPS6215801B2
JPS6215801B2 JP53093226A JP9322678A JPS6215801B2 JP S6215801 B2 JPS6215801 B2 JP S6215801B2 JP 53093226 A JP53093226 A JP 53093226A JP 9322678 A JP9322678 A JP 9322678A JP S6215801 B2 JPS6215801 B2 JP S6215801B2
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G—PHYSICS
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    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length-Measuring Instruments Using Mechanical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機械のベツドと往復台の如く相互に運
動可能な対象物上に設けられた測定目盛りおよび
走査ヘツドを有する測長又は測角装置において、
特にこれら対象物の案内誤差を補正するための方
法および該方法を実施するための装置に関する。
工作機械又は測定機において、特に案内部分に
発生する誤差は、道程測定装置によつて測定され
た推移量よりも慨して大または小なる実際上の推
移量を実現する。また上記の実際上の推移は、測
定範囲に沿つて小なる値から大なる値に、又はそ
の逆に変化する。その際、要求される機械の公差
の以外に逸脱する誤差が問題となる。高い精度を
有する案内を造ることは、特に大型の機械におい
ては困難でありコストが高くなる。更に、時間の
経過と共に案内部分の摩滅によつて許し得る機械
の公差を超える様になる。互いに向き合つている
案内面の凹凸および避けることができない不正確
さによつて機械誤差が実際に発生し、この誤差が
いわゆる機械の案内誤差と呼ばれるものである。
この誤差もまたレーザー干渉計の如き高い精度を
持つた測定手段との比較測定によつて探知され
る。この様な誤差を補正又は除去するため、すで
に種々異なる補正装置が提案されている。
ドイツ国特許公告第1477390号の第１欄から、
案内部分の誤差を絶えず把握しそして位置決め装
置を介して、反対向きの力を機械の案内部分に及
ぼすことによつて案内の誤差を補正することがす
でに知られている。この様な補正装置は費用がか
かり高価なものとなる。
ドイツ国特許公開第2042505号では、誤差補正
のため補正定規が利用されている。補正定規はレ
バー系統を介して走査され、該レバー系統は測定
目盛の走査ヘツドを補正関数に従つて位置決めす
る。補正定規を作ることはむづかしく高価なもの
になる。また補正定規は、時間の経過と共に変化
して来る誤差の量のため新らしく作り直さなけれ
ばならない。ドイツ国特許公告第1231595号によ
つて知られた如き調整可能な補正定規は、構造上
費用がかかる様になつている。
上記とは別に、公知となつている補正の方法で
は、推移道程上で補正を必要とする一定の位置に
突起が設置され、これら突起はその上を往復台が
推移する時、補正信号を解放する（ドイツ国特許
公告第1552273号）。上記の如き補正突起を取り付
けるということは、大型の機械では費用がかかる
ことである。
アメリカ合衆国特許第2988681号明細書によれ
ば、機械の機構の誤差を補正コンピユーターを用
いて補正することが公知となつている。コンピユ
ーターには、機械誤差に影響を及ぼすすべての量
が供給され、かくして夫々の推移位置に依存し
て、発せられる現在位置信号には付属する補正信
号を重ねることが可能となつている。
構造的に簡単な補正装置はすでにドイツ国特許
公開第2518745号によつて公知となつている。こ
の装置では、特に機械の案内部分の誤差を補正す
るため、長さを測る目盛りが、組み込まれる位置
において、機械の誤差の値に対応して圧縮又は伸
長させられる様に補正されそしてそのことによつ
て測定値の告知が正しいものに補正される。この
様な方法は直線関係の誤差のみを補正することが
できる。
本発明の目的は、特に簡単な方法でできる限り
広範囲において、精密且つ完全な誤差補正を可能
にすることである。
上記の目的は本発明により、冒頭に述べた種類
の測長機又は測角機において、次の様にして達成
される。即ち測定目盛り尺度が調節要素により、
誤差を生じた少くとも１つの位置で、目盛りの面
にほぼ直角な方向に、誤差の量に応じて僅かに片
寄せられるのである。
測定目盛りを片寄らせるために変位部材、特に
複数の調節ねじが用意され、該ねじは測定目盛り
の種々異なる位置に接触している。変位部材は測
定目盛りの担持体に取り付けられているのが合目
的である。
本発明の特に有利な実施形態では２種類の補正
の組み合わせが可能であることを考慮している。
この際第一の補正は機械の誤差によつて、測定目
盛りの伸長又は圧縮を行つて直線的誤差の補正を
行うことであり、第二の補正は、測定目盛り尺度
を種々異なる位置で、目盛りの面に直角な方向に
片寄らせることにより非直線的誤差の補正を行う
のである。測定目盛りの補正はこの際測定装置の
組み付けの前又は組み付けられた状態で、直接工
作機械上で行われる。
本発明のその他の特徴は、実施例を示す添附図
を用いた次の詳細な説明において明らかにされ
る。
本発明による補正装置では、最も簡単な場合に
は調節ねじだけが必要であり、これらのねじは測
定目盛り担持体に設けられている。従つて本発明
によれば特に簡単な方法により機械から発生する
非直線的な誤差および／または測定目盛りの非直
線的な誤差を補正する可能性が創成される。この
ことによつて、機械の製造コストが引下げられ
る。何故ならば製造の際、機械の個々の部材に対
して大なる公差を許すことができるからである。
更にまた、機械の寿命も延長される。本発明によ
る補正の方法は、機械の誤差が変化して行く場合
でも簡単に、しかも付加的な構成的費用なしに測
定目盛りの補正を可能にしている。
本発明の進歩性は従来技術に比較して著しく有
利な効果が得られることである。何故ならば製造
が困難で特に長い場合に問題が多いカム板の代り
に若干個のねじが必要となるのみであり、これら
のねじは測定装置が完成した後で簡単に調節可能
になつている場合に著しい進歩性を示す。更にま
た、機械の誤差が摩滅によつて変化した場合に、
従来技術の場合の如く高価なカム板を交換する必
要がなく、簡単に適当な工具により目盛り面を、
変化した誤差に応じて新たに調節可能になつてい
る場合に著しい進歩性を示す。
第１および２図において記号１は、それ自体公
知となつている増分測長機の測定目盛り尺を示し
ている。光電測定系統の格子目盛りは面１′上に
存在する。尺度１は弾力性ある層２（シリコンゴ
ムが合目的）を中間に挟んで、Ｕ字形断面の中空
体３の突出した部材上に固着されている。可撓性
の材料から成る屋根形の気密唇４および５は、尺
度１および走査ヘツド６を周囲の悪い影響から保
護している。尺度１はこの際硝子体であり、中空
体３は引抜かれたアルミニウム型材であるのが合
目的である。中空体３は固定要素７および８を介
して、対象物、例えば工作機械のベツド（図示せ
ず）に固着されている。走査ヘツド６は、測定尺
度１の中立層の外側に位置する連結要素９を介し
て、刃状の連行体１０と結合し、該刃状連行体は
気密唇４および５の間を通り抜けそして連行体の
構成部材１０′は別の対象物、例えば工作機械の
往復台（図示せず）に固着されている。この様な
種類のケースに収容されたデイジタル測長機は公
知であり、例えばドイツ国特許公開第2505587号
によつて知られている。
測定装置が取り付けられている対象物の案内誤
差を特に補正するため、本発明によつて調節ねじ
１１が用意されており、これらの調節ねじは担持
体３に取り付けられそして外部から調節可能とな
つている。調節ねじ１１を用いて、尺度１は、数
ケ所において、尺度の面に直角な方向に、尺度が
載せられている面から離れる方向に、誤差の量に
応じて（案内誤差および／または目盛り分割の誤
差）僅かな量だけ片方に寄せられる。その際尺度
体１の縁部の伸長および圧縮に対応して、該目盛
りは長く又は短かくなる。
工作機械および／または測定目盛りの誤差の量
を発見するためにはレーザー干渉計が用いられ
る。誤差の量を確定するためには、検査すべき測
定装置の表示値とレーザー干渉計の表示値とを比
較する。レーザー干渉計の測定誤差が無視できる
程僅少であれば、双方の表示値の差が補正すべき
誤差となる。この誤差の量に応じて実施される、
目盛り面に対し直角な方向の尺度１の片寄せは、
測定装置が取り付けられている工作機械上で行わ
れる。
第３図では調節部材１１により、尺度１が載せ
られている面に向つて尺度１に力が加えられてお
り、該力は尺度の面に直角な方向に尺度を片寄せ
る。更に調節ねじ１２とばね１３により、尺度の
圧縮、即ち尺度１を直線的に縮少することが可能
となつている。この様にして非直線的および直線
的な誤差を補正することが可能となる。
第４図は、合目的に鋼鉄製バンドから成り立つ
ている可撓性の尺度１１を有する電気的デイジタ
ル測長機を示す。ねじ１２１と引張りばね１３１
によつて、可撓性の尺度１１の直線的な伸長が実
施される。尺度１１の一様な伸長は引張りばね１
３１のばねの力に比例している。走査ヘツド６１
はこの際尺度１１上を導かれている。可撓性の尺
度１１は該尺度を、上側および下側から支えてい
る調節ねじ１１により目盛り面に直角な方向に、
誤差の量に応じて変形させられる。この補正は、
尺度１１と走査ヘツドの連結関節１４との間の間
隔および尺度１１の彎曲に比例する。１５は工作
機械往復台の面、１６（第５図）は工作機械のベ
ツドの面を示す。
第６図では硝子体の尺度１が、該尺度の上側お
よび下側から支えている調節ねじ１１の間に固定
されている。格子分割目盛りは尺度体の中立層の
外側の表面１′に目盛られている。硝子尺度体１
を伸長および圧縮することによつてそれの目盛り
は長く又は短くすることができる。第６図に示し
た実施例の場合の如く、走査ヘツドが尺度１の面
上で支えられない測定装置においては尺度を目盛
り面に直角な方向に彎曲させることによつて得ら
れる補正は尺度の厚さと尺度の彎曲に比例する。
本発明は図示された光電測定装置に限定される
ものではなく、測定目盛りを有するあらゆる測長
機又は測角機に有効に適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるケースに収容された測長
機、第２図は第１図のＡ−Ｂ線による断面図、第
３図は本発明の別の実施例、第４図は、可撓性の
尺度を有する本発明による測長機、第５図は第４
図のＣ−Ｄ線による断面図、第６図は本発明の別
の実施例を示す測長機、第７図は第６図のＥ−Ｆ
線による断面図である。図において、１，１′…
…測定目盛り（尺度）、２……弾力性ある層、
３，３′……担持体、３１，３２……担持体、
６，６１……走査ヘツド、１１……調節部材（ね
じ）である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 機械のベツドと往復台の如く相互に運動可能
    な対象物上に設けられた測定目盛りおよび走査ヘ
    ツドを有する測長または測角装置で特にこれら対
    象物の案内誤差を補正するための方法において、
    測定目盛り尺度１，１１が複数の調節要素１１を
    用いて、誤差を生じた少なくとも１つの位置で、
    目盛り面にほぼ直角な方向に、誤差の量に応じて
    僅かに片寄せられることが可能であることを特徴
    とする誤差補正の方法。 ２ 機械のベツドと往復台の如く相互に運動可能
    な対象物上に設けられた測定目盛りおよび走査ヘ
    ツドを有する測長または測角装置において、特に
    これら対象物の案内誤差を補正するため、測定目
    盛り尺度１，１１が複数の調節要素１１を用い
    て、誤差を生じた少なくとも１つの位置で、目盛
    り面にほぼ直角な方向に、誤差の量に応じて僅か
    に片寄せられる、方法を実施するための装置にお
    いて、測定目盛り尺度１，１１は調節部材１１、
    特に調節ねじにより、種々異なる位置において目
    盛り面に直角な方向に片寄せられることが可能で
    あることを特徴とする測定装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の測定装置におい
    て、測定目盛り尺度１は弾力性ある層２を中間に
    挟んで担持体３上に固定されそして、測定尺度１
    が載せられている面から離れる方向の力を作用さ
    せる複数の調節部材１１を用いて、種々異なる位
    置で目盛り面に直角な方向に片寄せられることが
    可能であることを特徴とする測定装置。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の測定装置におい
    て、測定目盛り尺度１は弾力性ある層２を中間に
    挟んで担持体３′上に固定されそして、測定尺度
    １が載せられている面に向かう方向の力を作用さ
    せる複数の調節部材１１を用いて、種々異なる位
    置で目盛り面に直角な方向に片寄せられることが
    可能であることを特徴とする測定装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の測定装置におい
    て、弾力性ある層２を中間に挟んで固定されてい
    る測定目盛り尺度１は両端部分のみが担持体３′
    上に接触していることを特徴とする測定装置。 ６ 特許請求の範囲第２項記載の測定装置におい
    て測定目盛り尺度１が、該尺度の上側および下側
    から支えている複数の調節部材１１の間に固定さ
    れていることおよびこれらの調節部材１１を調節
    することによつて、種々異なる位置で測定目盛り
    面に直角な方向に測定目盛りが片寄せられること
    を特徴とする測定装置。 ７ 特許請求の範囲第２項記載の測定装置におい
    て、測定目盛り尺度１は可撓性のバンド、特に鋼
    鉄製バンドであり、該尺度は複数の調節部材１１
    を用い種々異なる位置で目盛り面に直角な方向に
    変形させられることが可能であることを特徴とす
    る測定装置。 ８ 特許請求の範囲第２項から第７項までのうち
    のいずれか一つに記載の測定装置において、調節
    部材１１は、測定目盛り尺度１，１１の担持体
    ３，３′，３１，３２に取り付けられていること
    を特徴とする測定装置。 ９ 特許請求の範囲第２項から第８項までのうち
    のいずれか一つに記載の測定装置において、測定
    目盛り尺度１は周囲の悪い影響を遮断するため曲
    がりにくい中空体３の中に固定されていることお
    よび測定目盛り尺度１を片寄せるための調節部材
    １１は中空体３に設けられていることを特徴とす
    る測定装置。 １０ 特許請求の範囲第２項記載の測定装置にお
    いて、第一に、直線的な誤差を補正するため、測
    定目盛り尺度１又は１１を圧縮又は伸張し、第二
    に、非直線的な誤差を補正するため、種々異なる
    位置において目盛り面に直角な方向に測定目盛尺
    度１，１１を片寄せる２種類の補正方法の組み合
    わせを有することを特徴とする測定装置。 １１ 特許請求の範囲第２項記載の測定装置にお
    いて、走査ヘツド６，６は直接測定目盛り尺度上
    を導かれそして測定目盛り尺度１，１１の中立層
    以外の位置で対象物の１つに関節的に連結されて
    いることを特徴とする測定装置。
JP9322678A 1977-08-04 1978-08-01 Measuring instrument Granted JPS5448574A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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GB (1) GB2004059B (ja)
IT (1) IT1103778B (ja)

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