DD249615A3 - MEASURING TERMINATION FOR LENGTH MEASURING SYSTEMS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Massstabfassung fuer Laengenmesssysteme, vorzugsweise fuer Messgeraete und Werkzeugmaschinen, mit dem Ziel, die Messgenauigkeit und -sicherheit zu erhoehen. Aufgabe ist es vor allem, eine konstruktiv einfache Massstabfassung zu schaffen, bei der ein Minimum von Zwangskraeften auf den Massstab wirkt. Erfindungsgemaess sind an einem Massstabtraeger 1 oder am Massstab 2 selbst mehrere Traegerabschnitte 5 vorgesehen, die in Richtung der Laengserstreckung des Massstabes 2 und des Massstabtraegers 1 federnd auslenkbar ausgebildet sind. Darueber hinaus ist zweckmaessigerweise mindestens ein Traegerabschnitt 6 starr ausgebildeet. Der Massstab 2 ist mit den Traegerabschnitten 5; 6 fest verbunden. Fig. 1, 2 und 3The invention relates to a scale for length measuring systems, preferably for measuring devices and machine tools, with the aim to increase the accuracy and accuracy of measurement. Above all, it is the task to create a structurally simple scale measurement in which a minimum of forced forces acts on the scale. According to the invention, a plurality of carrier sections 5 are provided on a scale carrier 1 or on the scale 2 itself, which carrier sections are resiliently deflectable in the direction of the longitudinal extension of the scale 2 and of the scale carrier 1. In addition, expediently at least one Traegerabschnitt 6 rigid fancy. The scale 2 is with the Traegerabschnitten 5; 6 firmly connected. Fig. 1, 2 and 3

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Maßstabfassung für Längenmeßsysteme, insbesondere für Präzisionsglasmaßstäbe großer Längen, wie sie in Meßgeräten oder Werkzeugmaschinen Anwendung finden.The invention relates to a scale for length measuring systems, especially for precision glass scales of great lengths, as found in measuring instruments or machine tools application.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Aus den DD-PS 92564 und 103320 sind Präzisionsmaßstäbe für optische oder lichtelektrische Meßsysteme bekannt, bei denen ein Maßstab durch Klemmleisten an der Maschine befestigt ist. Hauptnachteil dieser starren Befestigung ist, daß der Maßstab • durch die dabei auftretenden Kräfte verspannt wird. Relative Bewegungen des Maßstabes in seiner Längserstreckung sind, durch Reibkräfte bedingt, Undefiniert ausführbar.From DD-PS 92564 and 103320 precision scales for optical or photoelectric measuring systems are known in which a scale is fixed by terminal strips on the machine. The main disadvantage of this rigid attachment is that the scale is • braced by the forces occurring. Relative movements of the scale in its longitudinal extent are, due to frictional forces, indefinable executable.

Gleiches trifft auch für Glasmaßstäbe zu, die durch Anfedern, also mittels Klemmfedern, auf einer ebenen Fläche eines Metallträgers angeordnet sind (Katalog „Längenmeßsysteme" 1984 der Fa. Dr. Johannes Heiden ha in, DE). Aus der DD-PS 121 832 ist eine gekapselte Längenmeßeinrichtung bekannt, bei der der Maßstab unter Zwischenschaltung und mit Hilfe einer elastischen Kittschicht auf einem Träger befestigt ist, wobei sich Maßstab und Träger nicht berühren. Es ist ein Nachteil dieser Einrichtung, daß der Maßstab beim Auftreten von thermisch oder mechanisch bedingten Zwangskräften zum Träger nicht eindeutig fixiert ist und sich Undefiniert zu diesem verschieben kann. Diese unbestimmte Relativbewegung zwischen Maßstab und Träger führt während des Meß- und Positioniervorganges zu Meß-und Positionierfehlern unddamitzurErhöhung der Meßunsicherheit.The same applies to glass scales, which are arranged by springing, so by means of clamping springs on a flat surface of a metal support (catalog "length measuring systems" 1984 Dr. Fa., Dr. Johannes Heiden ha in, DE) From DD-PS 121 832 is an encapsulated length measuring device is known in which the scale is mounted on a support with the interposition and with the aid of an elastic cement layer, scale and support do not touch Carrier is not clearly fixed and can move undefined to this.This indefinite relative movement between scale and carrier leads during the measuring and positioning process to measuring and positioning errors anddamit an increase in the measurement uncertainty.

Es ist fener eine Längenmeßeinrichtung vorgeschlagen worden, die aufeinanderfolgend aus einer Abtasteinheit, einem Maßstab, einer elastischen Schicht, einer Kapsel und einem Befestigungselement besteht. Der Maßstab ist mit der Kapsel an einer Stelle direkt kraft- oder formschlüssig verbunden, und diese Kapsel ist über ein Befestigungselement am Maschinengrundbett befestigt. Am gegenüberliegenden Ende ist zwischen Kapsel und Grundbett ein biegsames Deformationsglied vorgesehen.It has been proposed fener a length measuring device, which consists of a scanning unit, a scale, an elastic layer, a capsule and a fastener successively. The scale is connected to the capsule directly in a force or positive fit, and this capsule is attached via a fastener on the machine base bed. At the opposite end a flexible deformation member is provided between the capsule and the base bed.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Meßgenauigkeit und -sicherheit von vorzugsweise mit Glasmaßstäben ausgerüsteten optischen und lichtelektrischen Wegmeßsystemen zu erhöhen.It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art and to increase the accuracy of measurement and safety of preferably equipped with glass scales optical and photoelectric Wegmeßsystemen.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maßstabfassung für Längenmeßsysteme zu schaffen, die konstruktiv einfach aufgebaut ist und eine eindeutige Zuordnung zwischen Maßstab und den Befestigungspunkten des Maßstabes zum Nullpunkt der gesamten Meßanordnung erlaubt und zugleich sichert, daß lediglich ein Minimum von Zwangskräften auch auf lange Maßstäbe wirkt.The invention has for its object to provide a scale for Längenmeßsysteme that is structurally simple and allows a clear assignment between the scale and the attachment points of the scale to the zero point of the entire measuring arrangement and at the same time ensures that only a minimum of constraining forces on long scales acts.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Maßstabfassung für Längenmeßsysteme, umfassend einen Maßstabträger, auf welchem ein Maßstab befestigt ist, wobei der Maßstabträger am Meßgerät starr angeordnet ist, dadurch gelöst, daß amAccording to the invention, this object is achieved in a scale measurement for length measuring systems, comprising a scale carrier on which a scale is fixed, wherein the scale carrier is rigidly mounted on the measuring device, achieved in that

Maßstabträger oder am Maßstab selbst mehrere Trägerabschnitte vorgesehen sind, die in Richtung der Längserstreckung des Maßstabes und des Maßstabträgers federnd auslenkbar ausgebildet sind, und daß der Maßstab mit diesen Trägerabschnitten fest verbunden ist.Scale carrier or on the scale even more carrier sections are provided which are resiliently deflectable in the direction of the longitudinal extent of the scale and the scale carrier, and that the scale is firmly connected to these support portions.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein Trägerabschnitt des Maßstabträgers starr ausgebildet ist, also keine _ Relativbewegung (keine federnde Auslenkung) in Richtung der Längserstreckung von Maßstab und Maßstabträger gestattet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Trägerabschnitte durch Querschlitze oder durch federnde Stege im Maßstabträger oder im Maßstab hergestellte Aussparungen voneinander getrennt sind.It is advantageous if at least one support portion of the scale carrier is rigid, so no _ relative movement (no resilient deflection) in the direction of the longitudinal extent of scale and scale carrier allowed. Furthermore, it is advantageous if the carrier sections are separated from each other by transverse slots or by resilient webs in the scale carrier or scale produced recesses.

Eine günstige Ausführung der Erfindung ergibt sich, wenn auf dem Maßstabträger in Richtung der Längserstreckung des Maßstabes elastisch auslenkbare Tragelemente angeordnet sind, auf denen der Maßstab befestigt ist.A favorable embodiment of the invention results when on the scale carrier in the direction of the longitudinal extent of the scale elastically deflectable support elements are arranged, on which the scale is fixed.

Eine günstige Ausführung der Erfindung ergibt sich weiterhin, wenn der starre Trägerabschnitt an einem Ende oder in der Mitte des Maßstabes oder des Maßstabträgers vorgesehen ist.A favorable embodiment of the invention further results when the rigid support portion is provided at one end or in the middle of the scale or scale carrier.

Zum Herstellen eines absoluten Bezugspunktes kann der Maßstab auch mit einer Referenzmarke versehen sein, die vorteilhaft im starren Trägerbereich des Maßstabes angeordnet ist, also am Ort der starren Verbindung Maßstabträger-Maßstab. Zugleich sollte diese Verbindungsstelle mit dem Meßgeräte- oder Maschinennullpunkt übereinstimmen.To produce an absolute reference point, the scale may also be provided with a reference mark, which is advantageously arranged in the rigid support region of the scale, that is, at the location of the rigid connection scale carrier scale. At the same time, this connection point should coincide with the measuring device or machine zero point.

Durch die erfindungsgemäße Maßstabfassung wird im Vergleich zu bekannten einfachen Lösungen eine erhöhte Genauigkeit der mit diesen Maßstäben ausgestatteten Meßgeräte, insbesondere durch die exakte Zuordnung Meßgerätenullpunkt — Maßstabteilung — Referenzmarke erreicht. Auch bei Abweichungen von der Bezugstemperatur sowie nach großen thermischen Schwankungen durch Lagerung und Transport bleibt die Reproduzierbarkeit in vollem Umfang erhalten. Damit ist die Meßanordnung für die umfassende Anwendung von Langenkorrekturverfahren geeignet. Darüber hinaus besteht auch unter Einwirkung eines weiten Temperaturbereiches für Transport und Lagerung nicht die Gefahr einer Zerstörung insbesondere von Glasmaßstäben durch thermische Längsspannungen zwischen Maßstab und Maßstabträger. Eine Längenbegrenzung für das Aufkitten von Maßstäben auf Maßstabsträgern aus Werkstoff unterschiedlicher Wärmedehnungskoeffizienten besteht nicht.The scale measurement according to the invention achieves, in comparison to known simple solutions, an increased accuracy of the measuring devices equipped with these scales, in particular by the exact assignment of the measuring device zero point-scale graduation-reference mark. Even with deviations from the reference temperature and after large thermal fluctuations due to storage and transport, the reproducibility remains fully intact. Thus, the measuring arrangement is suitable for the comprehensive application of length correction methods. In addition, there is no risk of destruction, in particular of glass scales by thermal longitudinal stresses between scale and scale carrier even under the influence of a wide temperature range for transport and storage. A length limit for the Aufkitten of scales on scale carriers made of different thermal expansion coefficient material does not exist.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below by exemplary embodiments. In the drawing show

Fig. 1: eine Maßstabfassung in Aufsicht,1: a scale version in supervision,

Fig.2: einen Schnitt durch die Maßstabfassung nach Fig. 1 und2 shows a section through the scale version of FIG. 1 and

Fig.3: eine Maßstabfassung mit elastischen Tragelementen.3 shows a scale version with elastic support elements.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Maßstabfassung für Längenmeßsysteme umfaßt einen Maßstabträger 1, auf welchem ein Maßstab 2, vorzugsweise ein Glasmaßstab, befestigt ist. Der Maßstabträger 1 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, am Meßgerät 3 oder auch eine'Werkzeugmaschine starr an entsprechenden Befestigungspunkten 4, z. B. mittels Schrauben, befestigt. Am Maßstabträger 1 sind je nach Länge des Maßstabes 2 mehrere Trägerabschnitte 5 und 6 vorgesehen, von denen der Trägerabschnitt 6 starr und unelastisch ist. Die Trägerabschnitte 5 sind so federnd ausgebildet, daß sie in Richtung der Längserstreckung des Maßstabträgers 1 und des Maßstabes 2 um geringe Winkelbeträge auslenkbar sind. Mit den Trägerabschnitten 5 und 6 ist der Maßstab 2 vorzugsweise durch eine Kitt-oder Klebschicht 7 oder durch Schrauben fest verbunden. In Umkehrung der Verhältnisse können die Trägerabschnitte auch Bestandteil des Maßstabes 2 sein. Der Maßstabträger ist in diesem Falle durchgehend.The scale measurement for length measuring systems shown in FIGS. 1 and 2 comprises a scale carrier 1 on which a scale 2, preferably a glass scale, is fastened. The scale carrier 1 is, as shown in Fig. 2, on the measuring device 3 or a'Motor tool rigidly at corresponding attachment points 4, z. B. by means of screws. On the scale carrier 1, depending on the length of the scale 2, a plurality of carrier sections 5 and 6 are provided, of which the carrier section 6 is rigid and inelastic. The support portions 5 are resilient so that they are deflected in the direction of the longitudinal extent of the scale carrier 1 and the scale 2 by small angular amounts. With the support sections 5 and 6, the scale 2 is preferably firmly connected by a cement or adhesive layer 7 or by screws. In reversal of the conditions, the support sections may also be part of the scale 2. The scale carrier is continuous in this case.

Die Trägerabschnitte 5 des Maßstabträgers 1 oder des Maßstabes 2 sind durch Querschlitze 8 oder federnde Stege 9 und 10 oder hergestellte Aussparungen 11 voneinander getrennt.The support portions 5 of the scale carrier 1 or the scale 2 are separated by transverse slots 8 or resilient webs 9 and 10 or recesses 11 produced.

Gemäß Fig.3 sind auf dem Maßstabträger 12 in Richtung der Längserstreckung des Maßstabes 2 elastisch auslenkbare Tragelemente 13 befestigt, mit denen der Maßstab 2 durch eine Kitt-oder Klebeschicht 7 verbunden ist.According to Figure 3 elastically deflectable support members 13 are fixed to the scale carrier 12 in the direction of the longitudinal extent of the scale 2, with which the scale 2 is connected by a cement or adhesive layer 7.

Bei der Maßstabfassung ist der starre Trägerabschnitt 6 am Ende, in der Mitte oder zweckmäßigerweise dort am Maßstab 2 oder am Maßstabträger 1 vorgesehen, wo sich der Meßgeräte-oder Maschinen null punkt (in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie 14 dargestellt) befindet.In the scale detection of the rigid support portion 6 at the end, in the middle or expediently there provided on scale 2 or on the scale carrier 1, where the meter or machine zero point (in Fig. 1 by a dashed line 14 shown) is located.

An dieser Stelle des Maßstabes wird vorteilhafterweise eine Referenzmarke· 15 angeordnet (Herstellen eines absoluten Bezugspunktes) sowie ein starrer Befestigungspunkt 16 zur Befestigung des Maßstabträgers 1 am Meßgerät 3.At this point of the scale, a reference mark 15 is advantageously arranged (producing an absolute reference point) and a rigid attachment point 16 for fastening the scale carrier 1 to the measuring device 3.

Claims (5)

1. Maßstabfassung für Längenmeßsysteme, umfassend einen Maßstabträger, auf welchem ein Maßstab befestigt ist, wobei der Maßstabträger am Meßgerät starr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Maßstabträger oder am Maßstab selbst mehrere Trägerabschnitte vorgesehen sind, die in Richtung der Längserstreckung des Maßstabes und des Maßstabträgers federnd auslenkbar ausgebildet sind, und daß der Maßstab mit diesen Trägerabschnitten fest verbunden ist.1. scale version for length measuring systems, comprising a scale carrier on which a scale is fixed, wherein the scale carrier is arranged rigidly on the measuring device, characterized in that on the scale carrier or on the scale even more carrier sections are provided, which in the direction of the longitudinal extent of the scale and Scale carrier are formed resiliently deflectable, and that the scale is firmly connected to these support portions. 2. Maßstabfassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Trägerabschnitt des Maßstabträgers starr ausgebildet ist, also keine Relativbewegung (keine federnde Auslenkung) in Richtung der Längserstreckung von Maßstab und Maßstabträger gestattet.2. scale frame according to claim 1, characterized in that at least one support portion of the scale carrier is rigid, so no relative movement (no resilient deflection) in the direction of the longitudinal extent of scale and scale carrier allowed. 3. Maßstabfassung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerabschnitte durch Querschlitze oder durch federnde Stege im Maßstabträger oder im Maßstab hergestellte Aussparungen voneinander getrennt sind.3. scale frame according to claim 1 and 2, characterized in that the carrier sections are separated from each other by transverse slots or by resilient webs in the scale carrier or scale produced recesses. 4. Maßstabfassung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch dem Maßstabträger in Richtung der Längserstreckung des Maßstabes elastisch auslenkbare Tragelemente angeordnet sind, auf denen der Maßstab befestigt ist.4. scale frame according to claim 1 and 2, characterized in that the scale carrier in the direction of the longitudinal extent of the scale elastically deflectable support members are arranged, on which the scale is fixed. 5. Maßstabfassung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Trägerabschnitt an einem Ende oder in der Mitte des Maßstabes oder des Meßstabträgers vorgesehen ist.5. scale frame according to claim 2 to 4, characterized in that the rigid support portion is provided at one end or in the middle of the scale or the Meßstabträgers. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings