DE9209801U1 - Längen- oder Winkelmeßeinrichtung - Google Patents
Längen- oder WinkelmeßeinrichtungInfo
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Description
DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 14. Juli 1992
Längen- oder Winkelmeßeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Positionsmeßeinrichtungen werden insbesondere bei Bearbeitungsmaschinen zur Messung der
Relativlage eines Werkzeuges bezüglich eines zu bearbeitenden Werkstückes sowie bei Koordinatenmeßmaschinen
zur Ermittlung von Lage und Abmessungen von PrüfObjekten eingesetzt.
Eine Längen- oder Winkelmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der EP- 0 171
383 Bl bekannt. Sie betrifft ein inkrementales Meßsystem mit einem Maßstab, auf dem eine Meßteilung
vorgesehen ist. In einer weiteren Spur des Maßstabes ist eine Referenzmarke angebracht, die einen
Bezugspunkt des inkrementalen Meßsystems absolut festlegt. Außer der Referenzmarke sind in dieser
zusätzlichen Spur auch Steuermarken enthalten. Bei der Abtastung werden Referenz- und Steuermarken
durch einen Diskriminator voneinander unterschieden und die Steuersignale an einen an die Maschinensteuerung
angeschlossenen Ausgang des Meßsystems gelegt, so daß sie als Stillsetz- oder Umsteuersignale
für die Maschinensteuerung auswertbar sind. Die Steuermarken sind als über mehrere Maßstabinkremente
gleichbleibend durchgehende Marken auf dem Maßstab ausgebildet. Ob es sich bei der Abtastung
um die am rechten oder linken Ende des Maßstabes angebrachte Steuermarke handelt, ergibt sich bei
dieser Meßeinrichtung aus der Zählrichtung bzw. dem Zählerstand.
Eine weitere Längen- oder Winkelmeßeinrichtung mit Steuermarken an den beiden Enden des Maßstabes ist
aus der EP- 0 145 844 Bl bekannt.
Diese bekannten Längen- oder Winkelmeßeinrichtungen haben den Nachteil, daß nach einer Unterbrechung
des Meßvorganges, bei der der Meßwert beispielsweise durch Stromausfall verlorengegangen ist, nicht
erkannt werden kann, ob sich die Abtasteinheit rechts oder links von der Referenzmarke sowie im
Bereich der linken oder rechten Steuermarke befindet.
Die Längen- oder Winkelmeßeinrichtung gemäß der EP-0 171 383 Bl hat weiterhin den Nachteil, daß ein
Diskriminator erforderlich ist.
Aus der DE- 35 26 206 Al ist eine inkrementale Längen-
oder Winkelmeßeinrichtung bekannt, bei der neben der Meßteilung eine Referenzmarke angebracht
ist. Zusätzlich sind Schaltmittel vorgesehen, daß
von der Auswerteeinrichtung erkannt werden kann, ob sich die Abtasteinrichtung links oder rechts von
der Referenzmarke befindet.
Bei dieser Meßeinrichtung ist keine Steuermarke vorgesehen und die Schaltmittel beziehen sich ausschließlich
auf die Referenzmarke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Längen- oder Winkelmeßeinrichtung mit einfach auswertbaren
Steuer- und Referenzmarken zu schaffen, bei der erkannt werden kann, ob sich die Abtasteinrichtung
rechts oder links von der Referenzmarke befindet.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die besonderen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß durch die zusätzlichen Schaltmittel detektierbar
ist, ob sich die Abtasteinrichtung auf der linken oder rechten Seite der Referenzmarke befindet.
Diese zusätzlichen Schaltmittel können auch dazu verwendet werden, zwischen der rechten und linken
Steuermarke zu entscheiden. Die Ablesung und Auswertung der Referenzmarken, der Steuermarken sowie
der Schaltmittel ist mit einfachen Mitteln möglich.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen
Figur 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Maßstab einer Längenmeßeinrichtung,
Figur 2 eine Abtasteinrichtung zur Abtastung des Maßstabes in Figur
1.
In Figur 1 ist ein Maßstab 1 einer Längenmeßeinrichtung schematisch dargestellt. Bei gekapselten
Längenmeßeinrichtungen ist dieser Maßstab 1 innerhalb eines Hohlprofils geschützt untergebracht und
das Hohlprofil am Schlitten einer Werkzeugmaschine oder Meßmaschine montiert. Bei offen betriebenen
Längenmeßeinrichtungen ist der Maßstab 1 direkt an einem Teil der Werkzeug- oder Meßmaschine befestigt.
Im Meßbetrieb wird eine in Figur 2 schematisch dargestellte Abtasteinrichtung 2 in geringem Abstand
über den Maßstab 1 in Meßrichtung X geführt und somit die Relativlage zwischen dem Maßstab 1 und
der Abtasteinrichtung 2 erfaßt.
Der Maßstab 1 ist aus transparentem Material und mit einer aus opaken Bereichen bestehenden Meßteilung
3 versehen. Außer der Meßteilung 3 sind im Bereich der Maßstabenden Steuermarken 4, 5 auf dem
Maßstab 1 vorgesehen, welche die Funktion von Endschaltern erfüllen. Die Steuermarken 4, 5 sind im
Beispiel als über mehrere Maßstabinkremente gleichbleibend durchgehende nicht transparente Bereiche
in einer separaten Spur neben der Meßteilung 3 aufgebracht.
Neben der Meßteilung 3 und der Steuermarken 4, 5 ist in einer dritten Spur eine Referenzmarke 6 vorgesehen.
In einer vierten Spur sind Schaltmittel in Form von Bereichsmarken 7, 8 auf dem Maßstab 1 aufgebracht.
Die Bereichsmarke 7 ist auf einer Seite der Referenzmarke 6 als durchgehender lichtundurchlässiger
Streifen ausgebildet. Auf der anderen Seite der Referenzmarke 6 ist die Bereichsmarke 8 als transparenter
Bereich ausgeführt.
In nicht gezeigter Weise können die Referenzmarke und die Steuermarken in einer gemeinsamen Spur angeordnet
sein. Ebenso kann die Referenzmarke in der Spur der Meßteilung integriert sein.
Die optoelektronische Abtasteinrichtung 2 besitzt lichtempfindliche Fotodetektoren 21 bis 24, die
durch die Meßteilung 3 und durch gegeneinander versetzt angeordnete Abtastgitter hindurch von einer
Lichtquelle beleuchtet werden. Bei der Längsverstellung der Abtasteinrichtung 2 relativ zum Maßstab
1 werden an den Fotodetektoren 21 bis 24 vier gegeneinander phasenverschobene sinusförmige Abtastsignale
erzeugt. Diese Abtastsignale werden einer Auswerteinheit zur Richtungserkennung und
Erzeugung von Zählsignalen zugeführt.
Die Abtasteinrichtung 2 enthält zwei weitere, in Meßrichtung X beabstandete Fotodetektoren 25, 26
zur Abtastung der Steuermarken 4, 5. Der Fotodetektor 25 ist der linken Steuermarke 4 und der Fotodetektor
26 der rechten Steuermarke 5 zugeordnet.
Die von den Fotodetektoren 25, 26 erzeugten Abtastsignale können direkt zum Stoppen oder Umschalten
der Antriebseinrichtung der Maschinensteuerung verwendet werden.
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Für die Referenzmarke 6 ist in der Abtasteinrichtung 2 ein eigener Fotodetektor 27 mit entsprechendem
Abtastgitter vorgesehen, so daß in einer ganz bestimmten Relativstellung des Abtastgitters zur
Referenzmarke 6 ein Referenzimpuls erzeugt wird, der einer Auswerteeinheit zugeführt wird und zum
Starten, Setzen oder Anhalten eines Zählers oder einer Anzeigeeinheit Verwendung findet.
Ein weiterer Fotodetektor 28 ist der Spur mit den Bereichsmarken 7, 8 zugeordnet. Durch direkte Auswertung
des Abtastsignales des Fotodetektors 28 kann von der Auswerteeinheit erkannt werden, ob
sich die Abtasteinrichtung 2 links oder rechts von der Referenzmarke 6 befindet. Die Ausführung und
Auswertung der Bereichsmarken 7, 8 kann auch gemäß der DE- 35 26 206 Al erfolgen.
In nicht gezeigter Weise kann ein Gleichlicht- bzw. Gegentaktsignal von einem weiteren Fotodetektor
erzeugt werden, dessen Empfangsfläche Licht mehrerer Teilungsperioden der Meßteilung detektiert. Das
Gleichlicht- bzw. Gegentaktsignal kann auch dadurch gewonnen werden, indem die Abtastsignale der vier
Fotodetektoren 21 bis 24 zusammengeschaltet werden. Das Gegentaktsignal für das Referenzsignal kann
durch Abtastung einer zusätzlichen teildurchlässigen Marke im Bereich der Referenzmarke erzeugt werden.
Diese Marke kann in der Spur der Steuermarken zwischen diesen Steuermarken vorgesehen werden.
Zum Erkennen, ob sich die Abtasteinrichtung 2 an der linken oder rechten Steuermarke 4, 5 befindet,
sind im gezeigten Beispiel die zwei Fotodetektoren 25, 26 vorgesehen. In nicht gezeigter Weise kann
zur Abtastung der Steuermarken 4, 5 nur ein Fotodetektor eingesetzt werden. Die Entscheidung, ob
sich die Abtasteinrichtung 2 an der linken oder rechten Steuermarke 4, 5 befindet wird durch das
Abtastsignal des der Bereichsmarken 7, 8 zugeordneten Fotodetektors 28 getroffen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle Spuren und Marken lichtelektrisch abtastbar. Es können
auch andere physikalische Abtastprinzipien eingesetzt werden, so z.B. magnetisch, induktiv oder
kapazitiv. Es sind auch Ausführungen denkbar, bei denen mehrere Abtastprinzipien gleichzeitig eingesetzt
werden, so kann die Meßteilung lichtelektrisch und die Steuermarken können magnetisch oder
kapazitiv abtastbar ausgebildet sein.
Die beschriebenen Spuren und Marken 3, 4, 5, 6, 7, 8 sind auf einem gemeinsamen Maßstab 1 angeordnet.
In nicht gezeigter Weise können die einzelnen Spuren auch auf getrennten Trägern aufgebracht sein.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Steuermarken auf einem separaten Träger oder am
Profil einer gekapselten Meßeinrichtung vorgesehen sind. In diesem Fall kann die Meßeinrichtung auch
nachträglich mit Steuermarken ausgerüstet werden. Die Ausbildung der Steuermarken kann dabei gemäß
der EP- 0 145 844 Bl erfolgen.
Die Erfindung ist bei Längen- und Winkelmeßeinrichtungen einsetzbar.
Claims (13)
1. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung mit einer Meßteilung auf einem Maßstab und einer relativ zur
Meßteilung bewegbaren Abtasteinrichtung zur Abtastung der Meßteilung, zumindest einer Referenzmarke
und den beiden Enden des Maßstabes zugeordnete Steuermarken, dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich Schaltmittel (7, 8) vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit von der
Stellung der Abtasteinrichtung (2) relativ zur Referenzmarke (6) auf der einen Seite der Referenzmarke
(6) einen anderen Schaltzustand aufweisen, als auf der anderen Seite der Referenzmarke
(6) .
2. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermarken (4, 5) im Bereich der Maßstabenden als über
mehrere Maßstabinkremente gleichbleibend durchgehende nicht transparente Bereiche ausgebildet
0 sind.
3. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermarken (4, 5) in einer separaten Spur auf dem Maßstab
(1) aufgebracht sind.
4. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel Bereichsmarken (7, 8) sind, die auf der einen
Seite der Referenzmarke (6) als lichtundurchlässiger Bereich und auf der anderen Seite der Referenzmarke
(6) als transparenter Bereich ausgebildet sind.
5. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereichsmarken
(7, 8) in einer separaten Spur angeordnet sind.
6. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßteilung
(3) in einer Spur, die Referenzmarke (6) in einer weiteren Spur, die Steuermarken (4, 5) in
einer zusätzlichen Spur und die Schaltmittel (7, 8) auf einer vierten Spur gemeinsam auf dem Maßstab
(1) angeordnet sind.
7. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzmarke
und die Steuermarken in einer gemeinsamen Spur angeordnet sind.
8. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzmarke
und die Bereichsmarken in einer gemeinsamen Spur angeordnet sind.
9. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßteilung
auf dem Maßstab und die Steuermarken auf einem weiteren Träger angeordnet sind.
10. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermarken am Profil einer gekapselten Meßeinrichtung angeordnet
sind.
11. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzmarke
in der Spur der Meßteilung integriert ist.
12.. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtästeinrichtung
(2) in Meßrichtung (X) beabstandete Fotodetektoren (25, 26) zur Abtastung der Steuermarken (4, 5) enthält.
13. Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung
(2) einen Fotodetektor (28) zur Abtastung der Bereichsmarken (7, 8) enthält.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9209801U DE9209801U1 (de) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9209801U DE9209801U1 (de) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9209801U1 true DE9209801U1 (de) | 1992-09-17 |
Family
ID=6881859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9209801U Expired - Lifetime DE9209801U1 (de) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9209801U1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793201A (en) * | 1994-02-22 | 1998-08-11 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Position indicating encoder with magnetic end position determining elements |
| US7057161B2 (en) | 2001-07-09 | 2006-06-06 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Position measuring device |
-
1992
- 1992-07-22 DE DE9209801U patent/DE9209801U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793201A (en) * | 1994-02-22 | 1998-08-11 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Position indicating encoder with magnetic end position determining elements |
| US7057161B2 (en) | 2001-07-09 | 2006-06-06 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Position measuring device |
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