CN102338619A - 具有多个承载体的光电测量装置以及用于对准所述承载体的方法 - Google Patents

具有多个承载体的光电测量装置以及用于对准所述承载体的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有多个承载体的光电测量装置以及用于对准所述承载体的方法。该光电测量装置包括读头(1)以及互相接合的至少两个承载体(3)，每个承载体(3)均包括纵向内表面，当所述读头(1)移动时，所述读头在所述纵向内表面上运行。所述装置(100)还包括用于每个承载体(3)的至少一个附加元件，每个附加元件均包括相对于对应的所述承载体(3)的所述内表面布置在特定的基准距离处的基准。所述基准距离对于所有的所述附加元件和对应的所述承载体(3)都是大体上相等的，所述基准互相对准，结果，各个所述承载体(3)的所述内表面也被对准。

Description

具有多个承载体的光电测量装置以及用于对准所述承载体的方法
技术领域
本发明涉及包括多个承载体的光电测量装置以及用于对准所述承载体的方法。
背景技术
适于测量纵向移动的光电测量装置通常包括大体上中空的承载体、布置在承载体内的尺，以及面对尺并相对于所述尺在一个或另一个方向上纵向移动的读头，该读头在所述承载体的内表面上运行。例如，在文献US5016359和US20020124665中公开了这种装置的实例。
一种将这些种类的装置接合到将要使用这些装置的机器的非常普通的方法是通过诸如螺钉的装置将承载体直接接合到所述机器的台或工作台，例如如在文献US5375338中所公开的。
假如待使用的承载体包括非常大的长度，则非常难以操作和/或运输，结果，有时候将承载体分成两个或多个部分是有益的。这些部分可以以所有部分都被对准并且尺可以被正确布置的方式被一个接一个地直接固定到机器的台或工作台。在考虑各个部分的外表面的情况下使所述部分对准，然而，由于制造公差，例如，各个部分可能包括不同的厚度，保证了各外表面之间的正确对准，却不能保证各个部分的内表面之间的正确对准，因此不能确保读头的正确移动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有多个承载体的光电测量装置，其中，至少能够在很大程度上确保所述承载体的内表面之间的正确对准，从而使得在所述内表面上运行的读头能够正确移动，并且还提供了一种用于实施所述对准的方法。
本发明的装置包括互相接合的至少两个承载体以及可相对于所述承载体纵向地移动的读头。每个承载体均包括纵向内表面，当所述读头移动时，所述读头在所述纵向内表面上运行。
所述装置还包括附接到每个承载体的至少一个附加元件，每个附加元件均包括特定的基准，并且每个附加元件均被附接到对应的所述承载体，结果是，所述基准与对应的所述承载体的所述内表面之间的特定的基准距离对于所有的所述承载体和对应的所述附加元件都是相等的。各个所述承载体的所述基准互相对准，使得，因为所述基准距离在所有情况下都是大体相等的，所以各个所述承载体的所述内表面均被对准，并且使得所述读头即使是在从一个承载体移动到另一个承载体的过程中也能够在所述内表面上正确地移动。
结果，代替了充当各个所述承载体之间的用于对准它们的基准面的所述承载体的外表面，所述附加元件被用作对准所述承载体的基准，从而以轻松、简单并且廉价的方式实现了各个所述承载体的所述内表面之间的正确对准，并且比现有技术更精确。
根据附图和本发明的详细描述，将使本发明的这些和其他优点以及特征变得明显。
附图说明
图1示出了本发明的光电测量装置的优选实施方式的立体图。
图2示出了图1的装置的承载体以及对应的附加元件的立体分解图。
图3是图1的装置的承载体以及对应的附加元件的横向剖视图。
图4示出了图1的装置的附加元件。
图5示出了本发明的光电测量装置的另一实施方式的承载体的立体图。
图6示出了设计成用于与图5的承载体相配合的承载体的立体图。
具体实施方式
图1至图3示出了本发明的被设计成用于测量长度的光电测量装置的优选实施方式的立体图。所述装置100包括带或尺2以及面对尺2并在所述尺2上纵向移动的读头1，从而根据所述读头1的移动来测量长度。尺2的长度取决于待测量的总长度，并且取决于制造者和/或最终使用者的要求。
尺2被布置在承载体3之内，以使尺与外界隔离开，并尽可能地防止可能导致测量误差的灰尘落在其上。对相当大的长度的测量涉及使用具有延伸长度的尺2，而这需要相当大的长度的承载体3。相当大的长度的承载体3难以运输和操作，结果，当其所需要的长度相当大时，优选地使用多个承载体3而不是仅使用一个承载体，以便构成所需要的长度。本发明的装置100被设计为使用两个或多个承载体3。
在图1所示装置100的实施方式中，作为实施例，所述装置100包括三个承载体3，尽管根据它们的总长度和/或制造者和/或最终使用者的需要，其可包括更多个承载体3，或者，甚至仅包括两个承载体3。承载体3是大体上U形的，如图2和图3中更详细地示出的，例如，该承载体具有基部30和大体上垂直并互相面对的两个壁31和32，并且装置100的尺2被布置在承载体3之内。读头1被设计为在内部在尺2上纵向移动，在所述承载体3的内表面30a上运行。本发明的装置100的目的在于正确地并以简单的方式对准各个承载体3的内表面30a，以使得读头1移动而不会由于所述承载体3之间的不对准而跳动，而这种跳动可能会导致错误的测量和/或导致所述读头1的过早损坏。
装置100包括用于每个承载体3的至少一个附加元件4、47、48，所述至少一个附加元件与对应的承载体3的内表面30a相关联或与其有关，当所述承载体3被接合在一起时，各个承载体3的附加元件4、47、48都参与到承载体之间，使得所述承载体3的不同内表面30a被正确地对准。每个附加元件4、47、48均包括基准并且与对应的承载体3相关联，结果，对于所有的承载体3和其对应的附加元件4、47、48，所述基准400和对应的承载体3的内表面30a之间的特定的基准距离D1、D2都是相等的。不同的基准400互相对准，使得各个承载体3的内表面30a对准。
在内表面30a和外表面30b之间限定的基部30的厚度30c由于承载体3的制造工艺而并不总是相同的，承载体通常由挤压工艺制造，并且能够造成所述厚度30c的公差，使得当承载体3被固定到机器的结构200时(以及当承载体被接合在一起时)，假如将外表面30b用作对准承载体3的基准，则不能保证各个承载体3的内表面30a被完美地对准。在本发明的装置100的优选实施方式中，不是将外表面30b用作基准。而是将附加元件4用作将所述承载体3固定到结构200的基准。
在优选的实施方式中，附加元件4包括优选地对应于诸如图4所示的旋转体的***件，并且每个承载体3均包括与内表面30a大体上成横向并可从承载体3的外部接近的腔体33，所述附加元件4被部分地布置在所述腔体33中。腔体33从所述外表面30b朝向内表面30a延伸。腔体33的长度优选地小于基部30的厚度30c，使得所述腔体33不会完全穿过所述基部30。优选地，每个承载体3均包括两个腔体33，所述承载体3的每一端各有一个腔体33，在每个腔体33中至少部分地布置有一***件4。
在优选的实施方式中，基准400对应于附加元件4的基准面40，该基准面大体上平行于内表面30a。当附加元件4被部分地布置在腔体33中时，所述附加元件4的一部分保留在所述腔体33的外面，从外表面30b向外突出。基准面40对应于附加元件4的位于腔体33外面并且大体上平行于外表面30b的表面，如图3所示，因此，基准距离D1大于对应的承载体3的基部30的厚度30c。这还允许更容易地确定所述基准距离D1，甚至允许作用于所述附加元件4以在必要时改变所述基准距离D1，如下面所解释的。
下面将解释用于对准该装置100的优选实施方式的承载体3的方法。所述方法包括以下步骤：
设定步骤：对于所有承载体3/附加元件4单元设定用作所需的基准距离D1的标准基准距离。标准基准距离被设定为大于承载体3的厚度30c并且小于基准距离D1，结果，所使用的附加元件4包括能确保该情况的尺寸。
确定步骤：对于每个承载体3/附加元件4单元确定真实的基准距离D1。这可能通过例如借助于卡规或传统构件测量所述距离D1来测定。
比较步骤：比较每个特定的基准距离D1与预设的标准基准距离。
启动步骤：作用于对应的基准面40上，优选地校正所述基准面40，以便得到新的基准面40，从而产生新的较小的基准距离D1，直到所述基准距离D1等于标准基准距离。由于对准装置从对应的承载体3的外表面30b向外突出的事实，该校正是极其可能的。可以使用铣床或能够进行校正的任何传统的元件或装置来进行校正。
对准步骤：纵向地接合各个承载体3，如图1所示，对准所有承载体的基准面40，承载体包括在所有情况下都大体上相等的基准距离D1，并且该基准距离D1对应于预设的标准基准距离。结果，所有内表面30a都被正确地对准，实现了读头1的正确运动。
除对准步骤外，所有步骤都是在制造承载体3时实施的。然而，对准步骤是在将光电测量装置100安装在机器中时实施的。
该方法的另一替代性方法是，对于每个承载体3/附加元件4单元，确定真实的基准距离D1，并将其中最小的距离设定为标准基准距离。然后，作用于其余的承载体3/附加元件4单元中的附加元件4，以使得它们的基准距离D1能够等于标准基准距离。该可选方法可适于成批制造，但不适于各个承载体3/附加元件4单元可以混合在一起的大规模制造(一种更适于设定标准基准距离而与实际确定的基准距离D1无关的情形)。
一旦所有承载体3/附加元件4单元均包括相同的基准距离D1，就使用附加元件4(其基准面40)作为基准来将承载体3固定到对应机器的结构200，以使得所述承载体3被对准，例如，使用刻度盘指示器，则一旦承载体3被固定到所述结构200，就实现了内表面30a的正确对准。
为了确保在附加元件4上执行上的用于使基准距离D1相等的动作被正确地实施，优选地，所述附加元件4被固定到承载体3，使得确保作用于所述附加元件4时其是不动的，所述动作能够以简单的方式得到控制，以便获得所需要的基准距离D1，并且装置100包括用于将附加元件4固定到对应的承载体3的固定装置。优选地，固定装置包括用于每个附加元件4的杆5，并且每个承载体3均包括用于每个杆5并大体上平行于内表面30a的纵向孔34，该纵向孔穿过所述腔体33，并且对应的杆5被***所述纵向孔中。附加元件4包括通孔41，当所述杆5被***纵向孔34中且附加元件4被布置在腔体33中时，杆5穿过通孔41，所述杆5保持所述附加元件4抵靠所述承载体3，使其固定不动。腔体33包括同心的外部33a以及内部33b，外部33a包括大于内部33b的宽度(或直径)，承载体3由于所述腔体33的外部33a以及内部33b之间的宽度差而包括位于所述外部33a以及所述内部33b之间的座35。附加元件4包括第一部分4a以及第二部分4b，其中的第一部分4a被部分地收纳在腔体33的外部33a中，并且所述第一部分4a的一部分从承载体3向外突出，所述第二部4b被收纳在所述腔体33的内部33b中，杆5导致将所述附加元件4的第一部分4a推到座35上，从而所述附加元件4被保持在所述腔体33中并因此固定在承载体3中。在附加元件4被以这种方式固定到承载体3的情况下，例如，假如任何附加元件4都被错误地过度校正或已经断裂，所有需要做的就是从纵向孔34中移除对应的杆5，以便释放所述附加元件4，从而其可以被容易地从对应的腔体33移除，并因此可以由新的附加元件4以快速且简单的方式替换。代替杆5，固定装置还可以包括粘合元件或等同元件，从而将附加元件4固定到承载体3，或者甚至可以包括螺纹，附加元件4以螺钉的方式起作用。
在本发明的装置100的另一实施方式中，所述装置100包括至少两个承载体，所述至少两个承载体通过布置在每个承载体3上的附加元件47、48互相接合和对准，所述附加元件47、48互相配合。其中承载体3中的一个包括固定到它的其中一个侧面38的第一附加元件48，并且承载体3中的另一个包括固定到它的其中一个侧面38(该侧面面对包括另一个承载体3的第一附加元件48的侧面38)的第二附加元件47。第二附加元件47包括具有纵向中心轴线47c的腔体47d，并且第一附加元件48包括具有纵向轴线48c并且被收纳在所述第二附加元件47的腔体47d中的突起部48d。中心轴线47c与纵向轴线48c分别对应于相应的附加元件47、48的基准400，所述附加元件47、48被固定到承载体3，以使得所述基准400相对于对应的承载体3的内表面30a布置在基准距离D2处。结果，附加元件47、48在对准各个承载体3的内表面30a时互相配合。每个承载体3均优选地包括位于其侧面38上的槽39，对应的附加元件47、48被布置在该槽中。

Claims (18)

1.一种光电测量装置，该光电测量装置包括：
至少两个承载体(3)，所述至少两个承载体互相接合；以及
读头(1)，所述读头能够相对于所述承载体(3)纵向地移动；
每个承载体(3)均包括纵向内表面(30a)，当所述读头(1)移动时，所述读头在所述纵向内表面上运行，
所述光电测量装置的特征在于：
所述装置(100)还包括接合到每个承载体(3)的至少一个附加元件(4；47，48)，
每个附加元件(4；47，48)均包括相对于所对应的承载体(3)的所述内表面(30a)布置在确定的基准距离(D1；D2)处的基准(400)，并且所述基准距离(D1；D2)对于所有的所述承载体(3)和它们的所对应的所述基准(400)都是相等的，
所述基准(400)互相对准，使得各个所述承载体(3)的所述内表面(30a)被对准。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述承载体(3)包括大体上平行于所述内表面(30a)的外表面(30b)，在所述内表面(30a)和所述外表面(30b)之间限定有所述承载体(3)的厚度(30c)，所述基准(400)对应于所述附加元件(4)的大体上平行于所述表面(30a、30b)的基准面(40)，并且所述基准距离(D1)大于所述承载体(3)的所述厚度(30c)。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述附加元件(4)的所述基准面(40)能够从所述承载体的(3)的外面接近。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，每个承载体(3)均包括从所述外表面(30b)朝向所述内表面(30a)延伸的腔体(33)，所述附加元件(4)被至少部分地收纳在所述腔体(33)中，使得所述基准面(40)从所述外表面(30b)向外突出。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述腔体(33)与所述内表面(30a)和外表面(30b)大体上成横向。
6.根据权利要求4所述的装置，该装置包括用于保持被固定到对应的所述承载体(3)的所述附加元件(4)的固定装置。
7.根据权利要求5所述的装置，该装置包括用于保持被固定到对应的所述承载体(3)的所述附加元件(4)的固定装置。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述固定装置包括附接到每个承载体(3)的杆(5)，并且每个承载体(3)均包括纵向孔(34)，对应的所述杆(5)穿过所述纵向孔，
所述附加元件(4)包括通孔(41)，所述杆(5)穿过所述通孔(41)，所述杆(5)保持所述附加元件(4)抵靠所述承载体(3)，固定所述附加元件。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述固定装置包括附接到每个承载体(3)的杆(5)，并且每个承载体(3)均包括纵向孔(34)，对应的所述杆(5)穿过所述纵向孔，
所述附加元件(4)包括通孔(41)，所述杆(5)穿过所述通孔(41)，所述杆(5)保持所述附加元件(4)抵靠所述承载体(3)，固定所述附加元件。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述腔体(33)包括同心的外部(33a)和内部(33b)，
所述外部(33a)包括比所述内部(33b)大的宽度，所述承载体(3)由于所述腔体(33)的所述外部(33a)和所述内部(33b)之间的宽度差而包括位于所述外部(33a)和所述内部(33b)之间的座(35)，
并且所述附加元件(4)包括被部分地收纳在所述腔体(33)的所述外部(33a)中的第一部分(4a)以及被收纳在所述腔体(33)的所述内部(33b)中的第二部分(4b)，所述杆(5)导致将所述附加元件(4)的所述第一部分(4a)推到所述座(35)上，从而所述附加元件(4)被保持在所述腔体(33)中并因此固定在所述承载体(3)中。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述腔体(33)包括同心的外部(33a)和内部(33b)，
所述外部(33a)包括比所述内部(33b)大的宽度，所述承载体(3)由于所述腔体(33)的所述外部(33a)和所述内部(33b)之间的宽度差而包括位于所述外部(33a)和所述内部(33b)之间的座(35)，
并且所述附加元件(4)包括被部分地收纳在所述腔体(33)的所述外部(33a)中的第一部分(4a)以及被收纳在所述腔体(33)的所述内部(33b)中的第二部分(4b)，所述杆(5)导致将所述附加元件(4)的所述第一部分(4a)推到所述座(35)上，从而所述附加元件(4)被保持在所述腔体(33)中并因此固定在所述承载体(3)中。
12.根据权利要求1所述的装置，该装置包括固定到第一承载体(3)的侧面(38)的第一附加元件(48)以及固定到接合到所述第一承载体(3)的一承载体(3)的侧面(38)的第二附加元件(47)，所述附加元件(47、48)互相配合，以接合两个所述承载体(3)，所述第二附加元件(47)包括具有纵向中心轴线(47c)的腔体(47d)，并且所述第一附加元件(48)包括具有纵向轴线(48c)并被收纳在所述第二附加元件(47)的所述腔体(47d)中的突起部(48d)，所述纵向中心轴线和所述纵向轴线(47c，48c)对准，所述纵向中心轴线和所述纵向轴线(47c，48c)对应于所述基准(400)，所述基准(400)相对于所对应的承载体(3)的所述内表面(30a)布置在基准距离(D2)处。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述承载体(3)包括位于其所述侧面(38)上的槽(39)，所述附加元件(47，48)被布置在所述槽中。
14.一种用于对准光电测量装置的承载体的方法，所述光电测量装置包括至少两个承载体(3)，每个承载体(3)均包括读头(1)在其上运行的内表面(30a)，
所述方法的特征在于：
将至少一个附加元件(4；47，48)接合到每个承载体(3)，使得所述附加元件(4；47，48)的基准(400)相对于所对应的承载体(3)的所述内表面(30a)位于特定的基准距离(D1；D2)处，所述基准距离(D1；D2)对于所有的所述附加元件(4；47，48)以及所对应的所述承载体(3)都是大体上相等的，以及
接合所述承载体(3)，使所述承载体(3)的所述基准(400)互相对准，以使得所述承载体(3)的所述内表面(30a)也被对准。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，
将所述附加元件(4)接合到所述承载体(3)，所述附加元件被收纳在所述承载体(3)的腔体(33)中，
确定所述承载体(3)的所述内表面(30a)与所述附加元件(4)的对应于所述基准(400)并且大体上平行于所述内表面(30a)的基准面(40)之间的基准距离(D1)，
将所述基准距离(D1)与标准的预设基准距离进行比较，以及
作用于所述附加元件(4)，以便使所述基准距离(D1)等于所述标准基准距离，
一旦待被接合的每个承载体(3)的所述基准距离(D1)均相等，则接合所述承载体(3)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，
当作用于所述附加元件(4)以使所述基准距离(D1)等于所述标准基准距离时，对所述附加元件(4)的所述基准面(40)进行加工或校正，以减小所述基准距离(D1)。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，
确定相对于所述内表面(30a)的基准距离(D2)，
将所述附加元件(47，48)附接到对应的所述承载体(3)，所述附加元件被固定到所述承载体(3)的侧面(38)，并且所述基准(400)相对于所述承载体(3)的所述内表面(30a)被布置在所述特定的基准距离(D2)处。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，
将第一附加元件(48)固定到第一承载体(3)的侧面(38)，并将第二附加元件(47)固定到与所述第一承载体(3)相邻的一承载体(3)的侧面(38)，所述第二附加元件(47)包括具有中心轴线(47c)的腔体(47d)，所述第一附加元件(48)包括具有纵向轴线(48c)的突起部(48d)，并且所述中心轴线和所述纵向轴线(47c，48c)对应于所述基准(400)，所述基准(400)相对于所对应的承载体(3)的所述内表面(30a)布置在所述基准距离(D2)处，以及
接合两个所述承载体(3)，使两个所述附加元件(47，48)互相配合。
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