JPS6330707A - 位置測定装置 - Google Patents

位置測定装置

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JPS6330707A
JPS6330707A JP62177358A JP17735887A JPS6330707A JP S6330707 A JPS6330707 A JP S6330707A JP 62177358 A JP62177358 A JP 62177358A JP 17735887 A JP17735887 A JP 17735887A JP S6330707 A JPS6330707 A JP S6330707A
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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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    • G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
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    • 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
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    • 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
    • G01D5/34746—Linear encoders
    • G01D5/34753—Carriages; Driving or coupling means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

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） 本発明は位置測定装置、特に２つの対象物の相対的位置
の測定のための位置測定装置にして、対象物と結合され
た目盛担持体の目盛面の目盛は走査ユニットによって走
査され、走査ユニットは他の対象物に測定方向に配置さ
れた枢支継手を介して連結されており、かつ案内装置に
よって目盛担持体及び又は目盛担持体に結合され、測定
されるべき対象物の案内とは無関係な補助案内としての
部材に案内されている、前記位置測定装置に関するもの
である。
この種の位置測定装置は特に加工されるべき工作物に関
する工具の相対的位置の測定のための工作機械並びに検
査対象物の位置及び又は寸法の検出のための座標測定機
に使用される。
（従来の技術） 測定されるべき対象物の案内とは無関係な補助案内に移
動可能である、走査ユニットを備えたこの種の位置測定
装置では、測定されるべき対象物又はこれに取りつけら
れた連行体に走査ユニットを枢支結合することが必要で
ある。
西独間特許明細書２８１０３４１号から２つの体の相対
位置測定装置の測定のための測長機が公知であり、その
際対象物と結合される目盛担持体の目盛は他の対象物と
連行体を介して結合された走査ユニットによって走査さ
れる。走査ユニットは固定して配置された滑りシュー及
びローラによって目盛担持体の案内面上及び目盛担持体
のためのハウジングの案内面上を案内されそしてこの案
内面にばねによって圧着され、ばねはハウジング及び連
行体に支持される。
走査ユニットはさらに連行体と枢支継手を介して測定方
向に対して平行に配設されたばねワイヤの形の測定方向
に対して垂直な相互に対角線となる２つの回転軸線の回
りを２つの回転自由度をもった枢支継手を介して結合さ
れている。しかし、この枢支継手は測定方向において唯
１つの有限の剛性を有し、その結果測定誤差が生じうる
。
西独国特許明細書３２０１８８７号には測長機が記載さ
れており、この際第１に測定されるべき対象物と結合さ
れた目盛担持体の目盛は測定されるべき第２の対象物と
連行体を介して結合された走査ユニットによって走査さ
れる。走査ユニットは剛固に取りつけられた滑りシュー
及びローラによって目盛担持体の案内面上及び目盛担持
体のためのハウジングの案内面上を案内される。走査ユ
ニットはさらに継手を介して連行体と結合されており、
継手は測定方向に対して垂直な第１の回転軸線の回りを
第１の回転自由度を持った第１の仮ばねの形の第１のジ
ヨイント並びに測定方向に対して垂直で第１の回転軸線
に対して対角線上の第２の回転自由度を持った第２の仮
ばねの形の第２のジヨイント並びに測定方向に対して垂
直な２つの平面運動自由度を持った直線案内とを有する
。測定方向に経過する画板ばねは同様に唯１つの有限の
剛性のみを有し、その結果測定誤差が生じうる。これに
加えて直線案内は摩耗を被る。
（発明の諜Ｂ） 本発明は冒頭に記載された形式の位置測定装置において
継手によって走査ユニットと対象物との間に生ずる測定
誤差を排除することを課題とする。
（課題の解決のための手段） 本発明の課題は走査ユニットと他の対象物との間の枢支
継手は目盛担持体の目盛面に対して垂直の回転自由度し
か有さず、案内装置は目盛推持体の案内面又は目盛担持
体と結合した対象物の案内面に測定方向Ｘに対して平行
に走査ユニットを案内するための案内要素と案内要素を
走査ユニットと結合するための測定方向Ｘに対して垂直
な少なくとも１つの平面運動自由度を存する案内ジヨイ
ントを有することによって解決される。
（発明の効果） 本発明によって得られる利点は、特に目盛担持体の目盛
面に対して垂直な回転軸線の回りの唯１つの自由度のみ
を持った枢支継手を設けたことにより測定方向における
仮ばねの形のこの継手の構成長さが、それによって高め
られた継手の測定方向における剛性によって誤差が要求
される測定精度の範囲内では。
最早生じ得ない程小さく保持されることができることに
ある。走査ユニットと案内要素との連結のための測定方
向に対して垂直の目盛担持体の目盛面に対して平行な１
つの平面運動自由度を持った案内ジヨイントを設けたこ
とによって、測定されるべき対象物と補助案内との間の
平行ずれが補償される。板ばね平行運動機構の優先的な
形のこの案内ジヨイントの縦可撓性は測定誤差を生じさ
せない、そのわけはこの案内ジヨイントは測定されるべ
き対象物と走査ユニットとの間には配設されておらず、
むしろ位置測定装置の測定円の外方に位置するからであ
る。
本発明の有利なたの構成は実施態様項から把握される。
（実施例） 第１図にはインクリメンタル測定装置の側面図が図式的
に示され、第２図には平面図が示されている。
矩形の横断面を備えた目盛担持体ＴＴａは対象物０１に
固定されておりかつインクリメンタル目盛を備えた目盛
面ＴＦａを有し、インクリメンタル目盛は他の対象物０
２と結合された走査ユニット八によって走査される。そ
れらの相対的位置が測定されるべき両対数物０１．０２
は例えばヘッド及び工作機械の往復台によって形成され
る。
走査ユニットＡは他の対象物０２と連行体ＭＴを介して
結合しており、連行体ＭＴと走査ユニソ）Ａ　との間に
目盛担持体ＴＴａの目盛面ＴＦａに対して垂直の回転軸
線の回りの唯１つの回転自由度のみを存する仮ばねの形
の枢支継手Ｋがあり、板ばねは短い構成長さによって測
定方向Ｘにおける高い剛性並びに目盛担持体ＴＴａの目
盛面ＴＦａに対して垂直の回転軸線の回りの充分な可撓
性を有する。
板ばねの形のクラッチには目盛担持体ＴＴａの目盛面Ｔ
Ｆａに対して垂直に走査ユニットＡの支持のために充分
な高さを有し、その結果走査ユニットＡは目盛面ＴＦａ
の上ではなく、例えばローラによって支持されかつ案内
される必要がある。目盛担持体ＴＴａの目盛Ｔａの走査
のために公知の方法で光電走査ユニットＡは走査目盛を
備えた走査板ＡＰ、照明装置及び少なくとも１つの光電
素子を有する。
測定方向Ｘに対して平行な走査ユニットへの案内のため
に、案内装置Ｆは案内要素ＦＥと案内ジヨイントＦＧと
を備えている。案内要素ＦＥはＵ字形の案内枠ＦＵから
なり、その測定方向Ｘに対して平行な案内脚部ＦＳの１
つは測定方向Ｘに突出した剛固に固定された案内ローラ
ＦＲを有し、案内ローラは目盛↑旦持体ＴＴａの目盛面
ＴＦａに対して垂直かつ測定方向Ｘに対して平行な目盛
担持体ＴＴａの案内面ＦＦａに当接している。両案内ロ
ーラＦＲの目盛担持体ＴＴａの案内面ＦＦａへの当接の
ために案内枠ＦＵの測定方向Ｘに対して平行な圧着脚部
ＡＳは測定力ｆＸに対して突出したばね附勢された２つ
の圧着ローラＡＲを有し、圧着ローラＡＲは目盛担持体
ＴＴａの圧着面ＡＦａを旧持し、圧着面は目盛担持体Ｔ
Ｔａの案内面ＦＦａに対して平行に向かい合っている。
案内要素ＦＥは走査ユニフｌ−Ａと測定方向Ｘに対して
垂直かつ目盛担持体ＴＴａの目盛面ＴＦａに対して平行
な平面運動の自由度を有する板ばね平行運動機構の形の
案内ジヨイントＦＧを介して結合されている。
板ばね平行運動機構は２つの板ばねＢＦＩ　、ＢＦ２と
から成り、板ばねは案内要素ＦＥのベースＢ及び走査ユ
ニットＡの側面に固定されている。両板ばねＢＦ１、Ｂ
Ｆ２は目盛担持体ＴＴａの目盛面ＴＦａに対して垂直に
案内要素ＦＥの支持のために充分な借成高さを有し、そ
の結果案内要素ＦＥは目盛担持体ＴＴａの目盛面ＴＦａ
上に案内される必要はない。目盛担持体ＴＴａの目盛面
ＴＦａ上の案内ローラ阿による案内要素ＦＥのそのよう
な案内は点線で示した形に表され、このめたには案内ジ
ヨイントＦＧの両板ばねＢＦＩ　、ＢＦＢ２は横断面減
少部ｖ１、Ｖ２を有し、その結果この場合に案内ジヨイ
ントＦＧは測定方向Ｘに対して垂直かつ目盛坦持体ＴＴ
ａの目盛面ＴＦａに対して垂直な平面運動自由度を有す
る。
第３図には他のインクリメンタル測長機の横断面部が示
されており、その際目盛担持体ＴＴａはＵ字形のプロフ
ィルから成る。目盛Ｔｂを備えた目盛面ＴＦｂは目盛担
持体ＴＴｂの底部、特にその中立平面ＮＨに位置する。
第３閣の他の要素は第１図及び第２図の相応した要素と
同一であり、かつ同一の符号を有する。
案内ローラＦＲのための案内面ＦＦｂとして及び案内要
素ＦＥのための圧着面ＡＦｂとしてＵ字形の目盛担持体
ＴＴｂの両側方内面が使用される。
第４図には密閉型のインクリメンタル測長機の横断面が
示されており、その際矩形横断面を有する目盛担持体Ｔ
Ｔｃが目盛担持体ＴＴｃ及び走査ユニットＡのためのＵ
字型ハウジングの形の、目盛担持体ＴＴｃと結合した対
象物Ｇの基部上に配設されている。目盛担持体ＴＴｃは
目盛面ＴＦｃに目盛Ｔｃを有する。第４図のだの要素は
第１図及び第２図の相応した要素と同一であり、同一符
号を有する。案内ローラＦＲのための案内面ＦＦｃとし
て及び案内要素ＦＥの圧着ローラＡＲのための圧着面Ａ
ＦｃとしてＵ字型ハウジングＧの両側内面が使用される
。
枢支クラッチには測定方向Ｘにおける高い剛性に基づい
て要求される測定精度の範囲内で測定誤差を回避しかつ
目盛担持体ＴＴの目盛面ＴＦに対して垂直な回転軸線の
回りの回転自由度に基づいて測定されるべき対象物０１
．０２の案内と目盛担持体ＴＴの案内面ＦＦＯ形の補助
案内との間の角度偏位の補償を作用する。
案内装置Ｆの案内ジョイン１−ＦＧは測定方向Ｘに対し
て垂直かつ目盛担持体ＴＴ　　の目盛面ＴＦ　　に対し
て平行な平面運動自由度に基づいて測定されるべき対象
物０１．０２の案内と目盛担持体ＴＴ　　の目盛面ＴＦ
　　の形の補助案内との間の平行ずれの補償を作用する
。
本発明はインクリメンタル並びにアブソリュート位置測
定装置に使用可能であり、かつ同様に光電的、磁気的、
容量的及び誘導的測定装置に使用可能である。
同時に本発明は干渉的位置測定装置に使用可能であり、
その際目盛担持体の目盛面と高い距離公差を有する目盛
担持体の目盛面との間の大きい走査間隔が可能にされ、
　そのような干渉的位置測定装置は例えば西独国特許明
細書２４３１５５１号に記載されている。
【図面の簡単な説明】
第１図はインクリメンタル位置測定装置の側面図、第２
図はその平面図、第３図はインクリメンタル位置測定装
置の横断面図そして第４図は密閉型インクリメンタル位
置測定装置の横断面である。 図中符号 ０１・・・・対象物 ０２・・・・対象物 八　・・・・走査ユニット Ｆ　・・・・案内装置 ＦＥ・・・・案内要素 ＦＦ・・・・案内面 ＦＧ・・・・案内ジヨイント Ｇ　・・・・対象物 Ｋ　・・・・枢支継手 ＴＦ・・・・目盛面 ＴＴ・・・・目盛坦持体

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）位置測定装置、特に２つの対象物の相対的位置の
    測定のための位置測定装置にして、対象物と結合された
    目盛担持体の目盛面の目盛は走査ユニットによって走査
    され、走査ユニットは他の対象物に測定方向に配置され
    た枢支継手を介して連結されており、かつ案内装置によ
    って目盛担持体及び又は目盛担持体に結合され、測定さ
    れるべき対象物の案内とは無関係な補助案内としての部
    材に案内されている、前記位置測定装置において、走査
    ユニット（Ａ）と他の対象物（０２）との間の枢支継手
    （Ｋ）は目盛担持体（ＴＴ）の目盛面（ＴＦ）に対して
    垂直の回転自由度しか有さず、案内装置（Ｆ）は目盛担
    持体（ＴＴ）の案内面（ＦＦ）又は目盛担持体（ＴＴ）
    と結合した対象物（Ｇ）の案内面（ＦＦ）に測定方向Ｘ
    に対して平行に走査ユニット（Ａ）を案内するための案
    内要素（ＦＥ）並びに案内要素（ＦＦ）を走査ユニット
    （Ａ）と結合するための測定方向Ｘに対して垂直な少な
    くとも１つの平面運動自由度を有する案内ジョイント（
    ＦＧ）を有することを特徴とする位置測定装置。
  2. （２）枢支継手（Ｋ）が板ばねから成る、特許請求の範
    囲第１項記載の位置測定装置。
  3. （３）案内装置（Ｆ）の案内要素（ＦＥ）がベース（Ｂ
    ）と、案内ローラ（ＦＲ）を有する案内脚部（ＦＳ）と
    、ばね附勢された圧着ローラ（ＡＲ）を備え、案内脚部
    （ＦＳ）に対して平行に配置された圧着脚部（ＡＳ）と
    を備えたＵ字型案内枠（ＦＵ）から成る、特許請求の範
    囲第１項記載の位置測定装置。
  4. （４）枢支ジョイント（ＦＧ）が２つの板ばね（ＢＦ１
    、ＢＦ２）を備えた板ばね平行運動機構から成り、板ば
    ねは案内要素（ＦＥ）のベース（Ｂ）及び走査ユニット
    （Ａ）の側面に固定されている、特許請求の範囲第１項
    記載の位置測定装置。
  5. （５）案内要素（ＦＥ）は目盛担持体（ＴＴａ）の目盛
    面（ＴＦａ）上の案内のための別の案内ローラ（＠ＦＲ
    ＠）を有する、特許請求の範囲第３項記載の位置測定装
    置。
  6. （６）板ばね（ＢＦ１、ＢＦ２）はそれぞれ２つの横断
    面減少部（Ｖ１、Ｖ２）を有する、特許請求の範囲第４
    項記載の位置測定装置。
  7. （７）目盛担持体（ＴＴｂ）が中立平面（ＮＥ）に位置
    する目盛面（ＴＦｂ）を備えたＵ字型プロフィルを有す
    る、特許請求の範囲第１項記載の位置測定装置。
  8. （８）目盛担持体（ＴＴｃ）と結合された対象物（Ｇ）
    は目盛担持体（ＴＴｃ）及び走査ユニット（Ａ）のため
    のハウジングとして形成されている、特許請求の範囲第
    １項記載の位置測定装置。
JP62177358A 1986-07-19 1987-07-17 位置測定装置 Granted JPS6330707A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3624485.6 1986-07-19
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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6330707A true JPS6330707A (ja) 1988-02-09
JPH0549161B2 JPH0549161B2 (ja) 1993-07-23

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ID=6305570

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JP62177358A Granted JPS6330707A (ja) 1986-07-19 1987-07-17 位置測定装置

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US (1) US4951399A (ja)
EP (1) EP0253992B1 (ja)
JP (1) JPS6330707A (ja)
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