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DE2540412A1 - Inkrementales messystem - Google Patents

Inkrementales messystem

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DE2540412A1
DE2540412A1 DE19752540412 DE2540412A DE2540412A1 DE 2540412 A1 DE2540412 A1 DE 2540412A1 DE 19752540412 DE19752540412 DE 19752540412 DE 2540412 A DE2540412 A DE 2540412A DE 2540412 A1 DE2540412 A1 DE 2540412A1
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DE
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electrical
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switch
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Guenter Dr Ing Nelle
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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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
    • G01D5/36—Forming the light into pulses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Indicating Measured Values (AREA)

Description

JOHANNES HEIDENHAIN GmbH S^p^r] $75
Inkremental es Meßsystem
Die Erfindung betrifft ein inkrementales Meßsystem mit entlang der Teilungsspur vorgesehenen Bezugsmarken, an denen im Zusammenwirken mit einem Abtastorgan reproduzierbare Impulse erzeugt werden, deren Lage zur Teilung des Gittermaßstabes absolut festgelegt ist und die Steuervorgänge im elektronischen Zähler des Meßsystems auslösen. Diese Steuerimpulse können auf verschiedene Weise verwertet werden, z.B. zum Reproduzieren der Nullposition im Zähler, zum Anfahren einer bestimmten Position zu Beginn der Messung, zur Kontrolle auf Störimpulse usw.
Bei bekannten inkrementalen Meßsystemen sind Anzahl und Lage der bei der Maßstäbherstellung mit aufgebrachten Bezugsmarken entsprechend den Erfordernissen des Benutzers festgelegt. Somit besteht beim späteren Einsatz des Meßsystems keine Möglichkeit mehr, die Anzahl und Lage der Steuerimpulse zu verändern. Aufgabe der Erfindung ist es, mit besonders einfachen Mitteln die Nachteile bekannter inkrementaler Meßsysteme mit Bezugsmarken zu beheben.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß Schaltmittel vorzugsweise elektrischer Art vorgesehen sind, die bewirken, daß aus der bereits bei der Teilungsherstellung in zueinander festgelegten Abständen angebrachten Reihe von Bezugsmarken jeweils die beim Meßvorgang benötigten Bezugsmarken ausgewählt und zur Wirkung gebracht werden,
Durch die Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, daß der Benutzer des Meßsystems den jeweiligen Erfordernissen entsprechend sowohl die Anzahl als auch die Lage der Steuerimpulse selbst bestimmen kann. Dies erweitert den Anwendungsbereich derartiger Meßsysteme.
7098127"(?4"B5
— If —
Bei einer möglichen Ausführungsform ist jeder Bezugsmarke, die beim Meßvorgang zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet zugeordnet, der beim Vorbeibewegen des Abtastkopfes einen darauf angebrachten elektrischen Schalter ansteuert, dessen elektrischer Ausgang zusammen mit dem elektrischen Ausgang des Abtastkopfes an eine elektronische Baueinheit gelegt ist, die so organisiert ist, daß an ihrem Ausgang nur dann ein Steuerimpuls abgegeben wird, wenn gleichzeitig am Ausgang des Abtastkopfes und am Ausgang des Schalters ein elektrisches Signal anliegt.
Zweckmäßig ist der am Abtastkopf des Meßsystems vorgesehene Schalter ein Reed-Schalter bekannter Bauart, dessen Erregung durch einen Dauermagneten oder Elektromagneten erfolgen kann. Die Magnete sind vorteilhaft in Meßrichtung verschiebbar angeordnet, so daß diese der jeweils benötigten Bezugsmarke leicht zugeordnet werden können.
Die Bezugsmarken am Gittermaßstab bestehen vorteilhaft aus einzelnen Strichgruppen, an denen beim Vorbeibewegen einer zweiten, im Abtastkopf befindlichen gleichartigen Strichgruppe ein elektrisches Signal erzeugt wird, das in der Nähe einer bestimmten Lagezuordnung der vorgenannten Strichgruppen eine wesentlich steilere Änderung seines Betrages erfährt als in anderen Lagezuordnungen. Bezugsmarken dieser Art sind bekannt und beschrieben z.B. in der amerikanischen Patentschrift 3 591 842.
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Figur 1 schematisch ein Meßsystem nach der Erfindung,
Figur 2 eine Draufsicht auf den Gittermaßstab.
709812/0455
Das Ausführungsbeispiel zeigt ein lichtelektrisches inkrementales Meßsystem, das aus Maßstab 1 und Abtastkopf 2 besteht. Am Metallmaßstab 1 ist ein Strichgitter 3 (Fig. 2) aufgebracht, das im Auf licht photoelektrisch berührungsfrei abgefastet wird. Entlang des Strichgitters 3 ist eine Reihe Bezugsmarken 4 vorgesehen, die jeweils aus Strichgruppen bestehen. Die am Strichgitter 3 erzeugten elektrischen Signale, die im Abtastkopf 2 verstärkt und in Rechtecksignale T, /T- umgeformt werden, steuern über elektrische Leitungen 5/6 einen elektronischen Zähler 7, der die Meßwerte in digitaler Form anzeigt. Das an den Bezugsmarken 4 erzeugte Signal wird im Abtastkopf 2 verstärkt und in ein Rechtecksignal SD umgeformt. Inkremen-
tale Meßsysteme mit Bezugsmarken sind bekannt und beschrieben z. B. im Prospekt der Firma Dr. Johannes Heidenhain, Traunreut, "LIDA 55.12", insb. Fig. 2, 2. Ausgabe März 1971.
Die Auswahl aus den Bezugsmarken 4, die beim Meßvorgang zur Wirkung gelangen sollen, erfolgt mittels Magnete 9, die zweckmäßig in Meßrichtung einsteilbar sind und deren Magnetfeld bei Annäherung des Abtasfkopfes 2 einen darauf befindlichen Reed-Schalter 10 ansteuert. Der Ausgang 11 des Reed-Schalters 10 und der Ausgang 12 des Abtasfkopfes 2 sind an eine elektronische Baueinheit 8 gelegt, deren Logik so organisiert ist, daß am Ausgang 13 nur dann ein Signal SD,auftritt, wenn
gleichzeitig am Ausgang 11 des Reed-Schalters 10 und am Ausgang 12 des Abtastkopfes 2 ein elektrisches Signal S_/Sp anliegt. Der Ausgang 13 der elektronischen Baueinheit 8 ist am Zähler 7 angeschlossen, der beim Auftreten eines Impulses SR/ gesteuert, z.B. auf Null gesetzt wird.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt,sondern es sind im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch andere Ausführungsformen denkbar. So können z. B. bei gekapselten inkrementalen Meßsystemen, wie sie aus dem deutschen Gebrauchsmuster 7 504 025 bekannt sind, die Magnete in dem den Gittermaßstab gegen Umwelteinflüsse abschirmenden Hohlkörper angebracht sein.
70.991.2/0455
Es ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der ein elektrischer Schalter, vorzugsweise ein Reed-Schalter, in Reihe geschaltet ist direkt mit dem den Bezugsmarken zugeordneten elektrischen Wandler (z.B. ein Fotoelement) des Abtastkopfes. Dabei ist jeder Bezugsmarke, die beim Meßvorgang zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet zugeordnet, der beim Vorbeibewegen des Abtastkopfes den · darauf angebrachten elektrischen Schalter ansteuert. Ein am Ausgang des vorgenannten elektrischen Wandlers anliegendes analoges elektrisches Signal gelangt hierbei nur dann zur Wirkung, wenn der elektrische Schalter unter der Einwirkung des Magnetfeldes geschlossen ist.
709812/0455

Claims (5)

  1. DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 8. September
    Ansprüche
    Inkrementales Meßsystem mit entlang der Teilungsspur vorgesehenen Bezugsmarken, an denen im Zusammenwirken mit einem Abtastorgan reproduzierbare Impulse erzeugt werden, deren Lage zur Teilung des Gittermaßstabes absolut festgelegt ist und die Steuervorgänge im elektronischen Zähler des Meßsystems auslösen, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (9/10) vorzugsweise elektrischer Art vorgesehen sind, die bewirken, daß aus der bereits bei der Teilungsherstellung in zueinander festgelegten Abständen angebrachten Reihe von Bezugsmarken (4) jeweils die beim Meßvorgang benötigten Bezugsmarken (4) ausgewählt und zur Wirkung gebracht werden.
  2. 2.) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bezugsmarke (4), die beim Meßvorgang zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet (9) zugeordnet ist, der beim Vorbeibewegen des Abtastkopfes (2) einen darauf angebrachten elektrischen Schalter (10) ansteuert, dessen elektrischer Ausgang (11) zusammen mit dem elektrischen Ausgang (12) des Abtastkopfes (2) an eine elektronische Baueinheit (8) gelegt ist, die so organisiert ist, daß an ihrem Ausgang (13) nur dann ein Steuerimpuls (S„,) abgegeben wird, wenn gleichzeitig am Ausgqng (12) des Abtastkopfes (2) und am Ausgang (11) des Schalters (10) ein elektrisches Signal (SD bzw. SD)
    D K
    anliegt.
    ν -
  3. 3.) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (10) am Abtastkopf (2) ein magnetisch betätigter Reed-Schalter ist.
    709812/0455
  4. 4.) Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (9) in Bewegungsrichtung des Abtastkopfes (2) einstellbar angebracht sind, so daß diese der jeweils benötigten Bezugsmarke (4) zuordbar sind.
  5. 5.) Inkrementales Meßsystem, dessen Maßstab und Abtastkopf zur Abschrimung gegen Umwelteinflüsse in einem biegesteifen Hohlkörper eingebracht sind, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Bezugsmarken zugeordneten Magnete im vorgenannten Hohlkörper angebracht sind.
    ό.) Inkrementales Meßsystem, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Schalter in Reihe geschaltet ist mit einem den Bezugsmarken zugeordneten elektrischen Wandler des Abtastkopfes und daß ferner jeder Bezugsmarke, die beim Messvorgang zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet zugeordnet ist, der beim Vorbeibewegen des Abtastkopfes den darauf angebrachten elektrischen Schalter ansteuert und daß ein am Ausgang des elektrischen Wandlers anliegendes analoges Signal nur dann zur Wirkung gelangt, wenn der elektrische Schalter unter der Einwirkung des Magnetfeldes geschlossen ist.
    709812/0455
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