JPS6321509A - 測長装置 - Google Patents

測長装置

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JPS6321509A
JPS6321509A JP62156712A JP15671287A JPS6321509A JP S6321509 A JPS6321509 A JP S6321509A JP 62156712 A JP62156712 A JP 62156712A JP 15671287 A JP15671287 A JP 15671287A JP S6321509 A JPS6321509 A JP S6321509A
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measuring device
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JP62156712A
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アルフオンス・エルンスト
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0011Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
    • G01B5/0016Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to weight
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/347Mechanical 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
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation

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  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
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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 この発明は、二つの物体の相対位置を測定する測長装置
又は測角装置に関する。この場合、一方の物体に連結し
ている目盛支持体の目盛面にある目盛がこの支持体の中
心面の外にあり、他の物体に連結している走査ユニット
の走査目盛面の走査目盛によって走査される。
従来の技術 この種の絶対又は増分式位置測定装置は、特に、加工し
ようとする加工部品に関して加工部品の相対位置を測定
する工作機械に、あるいは検査物体の位置及び寸法を検
出する座標測定装置に導入されている。
西独特許第1773403号公報によると、目盛支持体
の中心面の外に目盛のある目盛面がある一個の目盛支持
体を有する測長装置の場合、使用している場所で目盛支
持体の湾曲が測定誤差をもたらしている。
盛を有する目盛面を形成している。目盛を有するこの目
盛面は目盛支持体の中心面の外にあるので、目盛支持体
が使用位置で湾曲すると目盛のある目盛面の伸び又はI
Jjfi+hを与える。従って、測定誤差が生じる。目
盛支持体の中心面は、目盛支持体が湾曲したとき、長さ
の変化か伸び、ないしは圧縮ひずみの形になって生じな
いただ一つの平面である。
西独特許第2510219号公報では、目盛支持体のあ
る測長装置が記載されている。目盛を有するこの目盛面
は目盛支持体の中心面の外に置いである。
この目盛は走査ユニットによって走査され、この走査ユ
ニットは測定しようとする物体に取付けてあり、測定し
ようとする物体の案内装置に無関係な補助案内装置のと
ころで滑動できる。測定しようとする他方の物体で使用
位置にある目盛支持体の湾曲に生じる測定誤差を避ける
ため、走査ユニットが目盛支持体の中心面の高さの一方
の物体のところに曲げやすくして取付けである。走査ユ
ニットを目盛支持体の中心面に曲げやすく取付けるこ目
盛支持体の湾曲のために生じるこの種の測定誤差を避け
るには、U字形ないしはH字形の断面の目盛支持体が設
置されている。この場合には、の中心面に配置すること
は、測定装置の場合目盛れ、目盛支持体の目盛のある目
盛面が反射面を形成する。走査ユニット中で光源から出
射し、集束レンズで平行にコリメートした光線は走査目
盛面上で走査目盛をdj5L、目盛支持体の目盛のある
目盛面上に入射し、反射面としてのこの目盛面から再び
走査目盛のある走査目盛面上に反射される。
かくして、目盛支持体の目盛面は走査目盛を再び走査目
盛面上に作る光学系のように作用する。目盛面の目盛と
目盛支持体の目盛面上の走査目盛の像が測定動作時に相
対的に動くことによって、公知の方法では光を変調し、
光電素子によって周期的な電気走査信号に変換される。
この信号は、二つの物体の相対位置に対する測定値を発
生する演算処理ユニットに導入される。
目盛支持体の目盛平面と、走査ユニットの走査目盛面は
互いに一定の平行間隔lで対向している。
目盛支持体が湾曲すると、目盛面のどこでも角度αだけ
の傾きが生じる。この傾きは、走査目盛面上で走査目盛
の像を2αaだけ一定の方向に向けて長くする作用があ
る。目盛のある目盛支持体を反対方向に長さα1はどず
らすと、走査目盛の像が走査目盛面上で2αaの長さほ
どまた持ち上げられる。この角度の傾きは、測定誤差α
aに影響を与える。
発明が解決しようとする問題点 この発明のRKIは、目盛支持体の目盛面の目盛が目盛
支持体の中心面の外に置かれている測長又は測角装置に
おいて、目盛支持体の湾曲によって生じる測定誤差を完
全に消去することにある。
問題点を解決するための手段 上記の課題は、この発明により走査ユニットの走査目盛
のある走査目盛面が目盛支持体の中心面に設置しである
ことにより解決されている。
発明の効果 この発明によって得られる利点は、特に以下のことにあ
る:即ち、目盛支持体の中心面で走査目盛を有する走査
目盛面の提案する配置によって、目盛支持体の湾曲が使
用位置で測定しようとする物体に作用する測定誤差を簡
単な方法で何にも余分な部材を使用しないで完全に除去
され、そのため、より測定精度の高い、単純な構成で低
価格の測定装置が得られることにある。この高い測定精
度によって、例えばこの種の測定装置を使用している工
作機械では、故障時間と不良品を大巾に低減し、この工
作機械の信頼性を高める。
この発明の有利な構成は特許請求の範囲第2項以下に示
しである。
実施例と作用 この発明の実施例を図面に基づき詳しく説明する。
第1図に光電増分式測長装置の側面が模式的に示しであ
る。この装置では、目盛支持体TTの目盛面TEの目盛
Tが走査ユニットAによって無接触で走査される。目盛
支持体TTと走査ユニットAは図示してないが、それぞ
れ二つの滑動できる物体、例えば、相対的な位置を測定
しようとする工作機械の移動台と固定台に接続しである
第2図には、測定装置の目盛支持体TTと走査ユニット
Aが拡大した断面図にして示しである。
走査ユニットAの中には、光源りから出射して光線が集
束レンズKによって平行にされ、走査板APの二枚の走
査目盛ATI、Ar1を有する走査目盛面ATEを通り
抜け、目盛支持体TTの目盛Tのある目盛面TEから反
射され、走査板APの二枚の走査目盛ATI、Ar1を
通過して受光素子面PPの二個の受光素子P1、P2上
に達する。走査板APの二枚の走査目盛^Tl、 Ar
1は、目盛支持体TTの目盛Tに合しであるが、その目
盛周期は1/4程互いにずらしである。受光板PPの2
個の受光素子P1、P2は、それぞれ二枚の走査目盛A
TISAT2に付属しているが、測定時の動きに応じて
目盛Tと二枚の走査目盛ATI、AT2を通り抜けた光
線の変調によって互いに90”位相のずれた二つの周期
走査信号S1、S2を供給する。これ等の信号は、第1
図に示すように、パルス形成回路のある演算処理回路A
W、方向識別器のある計数器及び2個の滑動する物体の
相対位置に対する測定値をデジタル表示する表示ユニッ
トに導入される。
第3a図には、走査板APの走査目盛面ATEの走査目
盛ATと目盛支持体TTの目盛面TEの目盛Tが側面図
にして模式的に示しである。両目盛ATとTは、互いに
一定の平行間隔にして向かい合わせにしである。走査ユ
ニットA中で光源りから出射し集束レンズにで平行に向
けた光線が、走査板APの走査目盛面ATB上の走査目
盛を通り抜け、目盛支持体TTの目盛Tのある目盛面T
E上に入射し、この目盛面TEを反射面として再び走査
目盛ATのある走査目盛ATE上に反射される。
第3a図には、目盛支持体TTの目盛Tの位置が、走査
板APの走査目盛ATに関連づけて示してあって、この
場合の位置は、周期信号Sl、S2の最大振幅が生じる
。目盛支持体TTが測定しようとする物体の使用位置で
湾曲すると、第3b図に示すように目盛面TBのどこで
も角度αの傾きが発生する。この傾斜は、走査目盛面A
TE上で正の測定方向Xに向けて2αaの長さほど走査
目盛ATの像を移動させる働きをする。従って、かなり
振幅の減った周期走査信号Sl、S2が生じる。目盛T
を有する目盛支持体TTを負の測定方向に長さαaはど
第3c図のようにずらすと、目盛支持体TTの目盛Tの
位置は、走査板APの走査目盛ATに関して走査信号S
l、S2の最大振幅を与える。即ち、走査目盛ATの像
を走査目盛面ATE上で長さ2αaだけずらすことは再
び解消する。
つまりこの傾きが角度αになることが、測定誤差αaを
与える。
第4図は目盛支持体−TTを拡大図にして示している。
この図では目盛Tのある目盛面TEの中心面NEが等間
隔aを有している。目盛支持体TTを測定しようとする
物体の測定位置で曲げると、l]盛面TEのどの位置で
も、同じ角度αの傾きが生じる。そしてこの傾きが第3
図で示した走査目盛ATの像を目盛支持体TTの中心面
NE上で正の測定方向+Xの向きにずらす働きをする。
従って、すでに上で述べたように、測定誤差αaが生じ
る。しかしながら、目盛支持体が湾曲すると、目盛1゛
を有する目盛面TEは圧縮ひずみによって、負の測定方
向−Xに長さαaはどずれることになるので、測定誤差
は再び解消する。
従って、この発明では、走査ユニットAの走査目盛へT
のある走査目盛面^TEが目盛支持体TTの中心面NE
に設置しておくことを提掲している。
第5図にはU字状断面の目盛支持体TTaが示しである
。この支持体の目盛Taを有する目盛面TEaは中心面
NEaの外に設置しである。これに反して、走査ユニッ
トAaの走査板APaの走査目盛ATaを有する走査目
盛面ATEaは、目盛支持体TTaの中心面NEaに設
置しである。従って、目盛支持体TTaが測定しようと
する対象の使用場所で湾曲するために生じる測定誤差が
消去される。
第6図には、L字型の断面を有する目盛支持体TTbが
示しである。この支持体の目盛Tbを有する目盛面TE
bは中心面NEbの外に設置しである。これに反して、
走査ユニットAbの走査板APbの走査目盛ATbを有
す走査目盛面ATEbは、目盛支持体TTbの中心面N
Ebに設置しである。従って、目盛支持体TTbが測定
しようとする対象の使用場所で曲がることによって生じ
る測定誤差は消去される。 好適実施例では、走査目盛
ATa、 ATbの中心軸は、目盛支持体TTa、 T
Tbの中心面NEa、 NEbの中心軸NEa、 NE
bにある。つまり、中心軸NFaSNPbは、測定に−
致し、中心面NEa、 NEbの対称軸を形成している
この発明は、増分式測長装置又は測角装置であってちま
た絶対測長装置又は測角装置でも効果的に導入できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、増分式光電測長装置の模式的側面図、平行な
場合での光進路の模式図、第4図は、目盛支持体が湾曲
している状態での拡大図、第5図は、目盛支持体に対す
る走査ユニットの第1配置図、第6図は、目盛支持体に
対する走査ユニットの第2配置図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)対象物に連結する目盛支持体の目盛面の目盛が目盛
    支持体の中心面の外にあり、他の対象物に連結する走査
    ユニットの走査目盛面中の走査目盛によって走査される
    、2個の対象物の相対位置を測定する測長又は測角装置
    において、走査ユニット(Aa;Ab)の走査目盛(A
    Ta;ATb)を有する走査目盛面(ATEa;ATE
    b)は目盛支持体(TTa;TTb)の中心面(NEa
    ;NEb)中に配設してあることを特徴とする測長又は
    測角装置。 2)走査目盛(ATa;ATb)の中心軸(MAa;M
    Ab)は目盛支持体(TTa;TTb)の中心面(NE
    a;NEb)の中心軸(NFa;NFb)の中に配設し
    てあることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の測
    長又は測角装置。 3)目盛支持体(TTa)はU字状の断面を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の測長又は測角
    装置。 4)目盛支持体(TTb)はL字状の断面を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の測長又は測角
    装置。
JP62156712A 1986-06-25 1987-06-25 測長装置 Granted JPS6321509A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3621236.9 1986-06-25
DE19863621236 DE3621236A1 (de) 1986-06-25 1986-06-25 Laengen- oder winkelmesseinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6321509A true JPS6321509A (ja) 1988-01-29
JPH0551848B2 JPH0551848B2 (ja) 1993-08-03

Family

ID=6303642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62156712A Granted JPS6321509A (ja) 1986-06-25 1987-06-25 測長装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4743754A (ja)
EP (1) EP0253974B1 (ja)
JP (1) JPS6321509A (ja)
AT (1) ATE48031T1 (ja)
DE (2) DE3621236A1 (ja)
ES (1) ES2012372B3 (ja)

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EP0253974B1 (de) 1989-11-15
ES2012372B3 (es) 1990-03-16
JPH0551848B2 (ja) 1993-08-03
DE3761006D1 (en) 1989-12-21
US4743754A (en) 1988-05-10
EP0253974A1 (de) 1988-01-27
DE3621236C2 (ja) 1989-05-03
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