DE19526517C1 - Anordnung zur Befestigung einer Längenmeßeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Befestigung einer Längenmeßeinrich­ tung und ist beispielsweise für kombinierte Positionier- und Meßeinrichtungen im Werk­ zeugmaschinenbau und im allgemeinen Maschinenbau einsetzbar.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Positionier- und Meßeinrichtungen bekannt, die eine Befestigung einer Längenmeßeinrichtung an einer Werkzeugmaschine ermögli­ chen. Dabei stellen die Positionier- und Meßeinrichtungen völlig unabhängige Einheiten dar, die auch unabhängig voneinander hergestellt werden (DE-PS 27 12 421).

An der Positioniereinrichtung einer Werkzeugmaschine werden üblicherweise die Füh­ rung eines Grundgestelles und der zugehörige Schlitten unabhängig voneinander mon­ tiert und getrennt zueinander ausgerichtet. Für eine ordnungsmäßige Erfüllung der Meßaufgabe sind spezielle Voraussetzungen und Bedingungen zu erfüllen, um die Posi­ tioniereinrichtung und das Meßsystem in den Wirkzusammenhang zu bringen. Insbesondere müssen an der Maschine sowohl am Grundbett als auch am Schlitten speziell bearbeitete Montageflächen geschaffen werden und für die Ausrichtung des Meßsy­ stems zum Schlittenablauf sind spezielle Justiermittel erforderlich. Der Anbau des Meßsy­ stems an die Maschine ist dabei sehr zeitaufwendig. Ein praktisches Beispiel ist aus der DE 43 20 728 bekannt geworden, wobei hier ein Meßkopf lösbar mit einem Führungs­ schlitten verbunden und der Maßstab mittels einer Klemmeinrichtung über einen Maß­ stabsträgerkörper an einem Maschinenbauteil angekoppelt ist.

Desweiteren ist eine spezielle Montagehilfe in Form einer Montageschiene für Meßsy­ steme in der Firmenschrift "NC-Längenmeßsysteme" der Fa. Heidenhain vom April 1994 bekannt geworden. Diese Montageschiene dient einerseits zur mechanischen Stabilisie­ rung und zum Wärmedehnungsausgleich zwischen dem Maschinengrundgestell und dem Meßsystem und andererseits kann durch diese Montageschiene nach der separaten Montage an das Maschinengrundgestell eine vereinfachte Montage und ein vereinfachtes Auswechseln des Meßsystems zur Montageschiene erreicht werden. Nachteilig ist jedoch, daß diese Montageschiene selbst jedoch nach den gleichen Kriterien wie das Solomeßsystem an die Maschine montiert und zum Führungsablauf ausgerichtet werden muß und durch die zusätzliche aufwendige Montageschiene verteuert sich deutlich der Gesamtaufwand.

Eine andere Art von Meßsystemen ist aus der PCT WO 90/02919 bekannt. Hier wird ein selbstklebender Stahlbandmaßstab über einen Applikator zum Führungsablauf des Schlittens ausgerichtet und auf das Maschinenbett oder einen Grundkörper aufgeklebt. Auch diese Art der Meßsystemlösung ist sehr montageaufwendig und die erreichbare Meßsystemgrundgenauigkeit ist relativ schlecht, da die Eigenstabilität des Maßbandes relativ gering ist und geringste mechanische Spannungen oder Spannungsdifferenzen, die beim Aufklebeprozeß unvermeidbar sind, führen zu Maßverschlechterung des Maßstabes.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Befestigung einer Längenmeßeinrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der eine einfache und zeitsparende Montage des Meßsystems, an beispielsweise einer Linearführungseinheit, erreicht wird. Der Meßprozeß soll dabei nicht negativ beeinflußt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Anordnung zur Befestigung einer Längenmeßeinrichtung dadurch gelöst, daß ein Maßstab direkt oder über ein mit ihm verbundenen Maßstabsträger formschlüssig, lösbar und direkt an die Führungsschiene angekoppelt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist zur Ausbildung des Formschlusses der Maßstab oder der Maßstabsträger mit seinen Längskanten in entsprechende an der Führungsschiene angebrachten Ausnehmungen einschiebbar.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Ausnehmungen und die Formschiene aus einem Stück ausgebildet.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Ausnehmungen als Nut oder Falze ausgebildet.

Vorteilhafterweise sind die Ausnehmungen durchgehend ausgebildet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ausnehmungen als Klötze ausgebildet.

Es ist vorteilhaft, daß der Maßstab als biegeschlaffes Metallband ausgebildet und über den Formschluß gegenüber der Führungsschiene ausrichtbar und stabilisierbar ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Maßstab an einer Stelle formschlüssig und lösbar zur Führungsschiene in Längsrichtung fixiert. Die Anordnung kann so ausgebildet sein, daß der Maßstab an einem seiner Enden an der Führungsschiene fixiert ist.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird dem Anwender eine Kombination von Positioniereinheit und Meßsystem als eine Baueinheit zur Verfügung gestellt, mit dem eine einfache, zeitsparende und damit kostengünstige Montage des Meßsystems an Werkzeugmaschinen erreicht wird.

Der Anwender muß nur noch Anbauflächen für das Positioniersystem vorsehen, da das montierte Meßsystem bereits zur Führungseinheit ausgerichtet ist. Das Meßsystem ist dabei als eigenständige Einheit unabhängig von der Positioniereinheit austauschbar. Somit sind im Servicefall sowohl die Positioniereinheit als auch das Meßsystem voneinander unabhängig austauschbar und damit auch unabhängig reparierbar.

Die Erfindung soll nachstehend anhand einer Prinzipdarstellung noch näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anordnung ist in einer Führungsschiene 1 ein in Längsrichtung beweglicher Führungsschlitten 2 angeordnet.

Der Führungsschlitten 2 ist mit einem Meßkopf 3 fest, aber lösbar, beispielsweise über eine Schraubverbindung, verbunden.

Ein Maßstab 4 wird von einem längserstreckten Maßstabsträgerkörper 5 aufgenommen. Der Maßstab 4 ist vorteilhafterweise über einen elastischen Kleber mit dem Maßstabsträgerkörper 5 verbunden. Es sind aber auch andere, der Fachwelt allgemein bekannte, Befestigungsarten möglich.

Der Meßkopf 3 ist, über allgemein in der Elektrotechnik übliche Verbindungselemente, mit einer nicht dargestellten Auswerteeinheit verbunden, mittels derer eine Steuerung des Führungsschlittens und eine Auswertung der Meßsignale vorgenommen wird.

Der Maßstabsträgerkörper 5 ist so ausgebildet, daß er in der Längserstreckung zwei Anlageflächen 6, 7, beispielsweise in Form von Falzen, besitzt. In Längsrichtung befinden sich Ausnehmungen 8, 9, die so dimensioniert sind, daß ein wie in der Präzisionsmechanik übliche formschlüssige Aufnahme des Maßstabsträgerkörpers erfolgen kann.

Die Ausnehmungen 8, 9 können mit der Führungsschiene 1 aus einem Stück bestehen, die Ausnehmungen 8, 9 als Nut oder Falze durchgehend oder unterbrochen als Klötze, auf der Führungsschiene 1 mit allgemein in der Meßtechnik üblichen Befestigungsarten, beispielsweise mittels Klebverbindung, angebracht sein.

Die Ausnehmungen 8, 9 sind in Längsrichtung so ausgeführt, daß nach dem Einschieben des Maßstabsträgerkörpers 5 das Meßsystem, das aus dem Meßkopf 3, dem Maßstab 4 und dem Maßstabsträgerkörper 5 besteht, für eine Messung justiert ist.

Zur lagestabilen Zuordnung des Maßstabsträgerkörpers 5 und des Maßstabes 4 zur Längsführung ist der Maßstabsträger 5 über ein Befestigungselement 10, beispielsweise eine Schraube, fest mit der Führungsschiene verbunden.

An dem Führungsschlitten 2 befinden sich drei Anschlagelemente 11, 12 und 13 mit denen der Führungsschlitten 2 mit dem Meßkopf verbunden ist.

Die Anschlagelemente 11, 12 und 13 sind so dimensioniert, daß der Meßkopf 3 bei der Befestigung an den Führungsschlitten 2 nur an den Anschlägen anliegt, um die Zuordnung des Meßkopfes 3 zum Maßstab 4 ohne weitere Justierungen zu gewährleisten. Das hat die Vorteile, daß vor allem bei großen Serien von Positioniereinrichtungen, die aus der Führungsschiene 1 und dem Führungsschlitten 2 bestehen, eine sehr einfache, zuverlässige und kostengünstige Montage des Meßsystems in oder an die Positioniereinheit gegeben ist. Andererseits kann das Meßsystem unabhängig von der Positioniereinheit aus- und eingebaut werden.

Aus Fertigungsgründen ist es meist vorteilhaft, daß die Anlageflächen 6, 7 und die Ausnehmungen 8, 9 in Längsrichtung durchgehend ausgeführt sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform befindet sich die Teilung des Maßstabes 14 auf dem Maßstabsträger gemäß Fig. 1 bzw. ist der Körper des Maßstabes 14 so steif ausgebildet, daß er in Längsrichtung formschlüssig, wie in Fig. 1 beschrieben, in den Ausnehmungen 8, 9 gleiten kann. Die Anlageflächen 15, 16 des Maßstabes 14 übernehmen dabei die Funktion der Anlageflächen 6, 7, wie in Fig. 1 beschrieben.

Claims (9)

1. Anordnung zur Befestigung einer Längenmeßeinrichtung, die einen Maßstab (4) und einen relativ zu diesem beweglichen Meßkopf aufweist, an einer Führungs­ schiene (1) für einen in Längsrichtung derselben beweglichen Führungsschlitten (2), wobei der Meßkopf lösbar mit dem Führungsschlitten (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab (4) direkt oder über einen mit ihm verbundenen Maßstabsträgerkörper (5) formschlüssig und lösbar an Ausnehmungen (8; 9) der Führungsschiene (1) an­ gekoppelt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung des Formschlusses der Maßstab (4) oder der Maßstabsträgerkörper (5) mit seinen Längs­ kanten in die an der Führungsschiene (1) angebrachten Ausnehmungen (8; 9) ein­ schiebbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmun­ gen (8; 9) und die Führungsschiene (2) aus einem Stück bestehen.

4. Anordnung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (8; 9) als Nut ausgebildet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (8; 9) durchgehend ausgebildet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (8; 9) als Klötze ausgebildet sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab (4) als biegeschlaffes Metallband ausgebildet und über den Formschluß gegenüber der Führungsschiene (1) ausrichtbar und stabilisierbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab (4) an einer Längsposition an der Führungsschiene (1) fixiert ist.

9. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab (4) an einem seiner Enden an der Führungsschiene (1) fixiert ist.