DD297261A5 - Anordnung zur lagefixierung eines flexiblen teilungstraegers eines laengenmesssystems an einer maschine - Google Patents

Anordnung zur lagefixierung eines flexiblen teilungstraegers eines laengenmesssystems an einer maschine Download PDF

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DD297261A5 DD34331790A DD34331790A DD297261A5 DD 297261 A5 DD297261 A5 DD 297261A5 DD 34331790 A DD34331790 A DD 34331790A DD 34331790 A DD34331790 A DD 34331790A DD 297261 A5 DD297261 A5 DD 297261A5
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Hans-Joachim Freitag
Manfred Ziesemann
Wolf-Dietrich Froebe
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Carl Zeiss Jena Gmbh,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagefixierung eines flexiblen Teilungstraegers eines Laengenmeszsystems an einer Maschine. Die Erfindung besteht darin, dasz bei einer Anordnung, bei der an einem ersten Maschinenelement ein bandfoermiger elastischer Teilungstraeger fuer eine translatorische Teilung unter Vorspannkraft angebracht ist, und bei der an einem zweiten Maschinenelement, welches zum ersten Maschinenelement relativ beweglich ist, eine Abtasteinrichtung fuer die Teilung angebracht ist, zur Lagebegrenzung des elastischen Teilungstraegers (1) in der Abtasteinrichtung (5) mindestens zwei Begrenzungselemente (6, 7) enthalten sind, wobei sich bezueglich der Abtastrichtung (8) mindestens ein Begrenzungselement (6, 7) auf jeder Seite des Teilungstraegers (1) befindet, und dasz der Abstand in Abtastrichtung (8) zwischen den Begrenzungselementen (6, 7) auf beiden Seiten des Teilungstraegers (1) vermindert um die Teilungstraegerdicke (D) kleiner oder gleich der zulaessigen Lagetoleranz der Teilung (9) zur Abtasteinrichtung (5) ist. Figur{Messen; Maschinenelement; Teilungstraeger; Abtasteinrichtung; Lagebegrenzung; Vorspannkraft}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung
Anwendungsgebiet dor Erfindung
Dio Erfindung ist anwendbar bei translatorischen Moßsystomon, bei denen die Positionsinformation durch Abtastung einor Teilung auf einem flexiblen, bandförmigen Teilungsträgor mittols eines Tastkopfes gowonnen wird.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es sind Längonmeßeinrichtungon bekannt, bei donen als Teilungsträger elastische Metallbänder unter Vorspannkraft eingesetzt werden (US 3816002, OD 269439A1).
Bei freitragenden, flexiblen Teilungsträgern können Schwingungen und große Relativverlagerungen zwischen Teilungsträger und Abtasteinheit quer zur Meßrichtung die Meßgenauigkeit beeinträchtigen bzw. zum Meßsystemausfall führen.
Bei einer Anordnung gemäß DE 2016253 A1 worden diese Nachteile beseitigt, indem zwischen dem flexiblen Band und oinor Unterlage ein Schaumstoffkörpor hoher Längs- und Querelastizität eingefügt ist und mit dom Band und der Unterlage vorklobt ist. Darüber hinaus ist das flexible Band breiter als der Schaumstoffkörper, so daß am vorspringenden Bandbereich Führungsmittel der Abtasteinrichtung angreifen.
Nachteile dieser Lösung sind, daß an die Homogenität des Materials des elastischen Bandes und dos Schaumstoffe pors zur Sicherung einer guten Maßhaltigkeit der Teilung hohe Forderungen zu stellen sind, und daß eine Unterlage mit hoher Ebenheit für die gesamte Moßlänge erforderlich ist.
In DD 245 482 A 1 ist eine Lösung beschrieben, bei der,,zwischen den Abtastelomenten und der die Maßverkörperung tragenden Seite des Meßbandes ein abstimmbares im Abtastkopf befestigtes Distanzelement mit einer ebenen Anlagefläche für das Meßband angeordnet ist, und bei der an der gegenüberliegenden Seite dos Meßbandes ein bewegliches Gleitelement mittels Federkraft das Meßband ständig gegen das Distanzelement drückt.
Diese Lösung führt vor allem bei langen Meßbändern und bei Meßbändern mit geringer Längssteifigkeit, wie z. ß. bei Toilungsträgorn aus Polyester oder Polyester/Stphlbandverbund, zu sehr großen Meßfehlern, vor allem bei Meßrichtungsumkehr, da die Gloitreibung des Distanzelemonts und des angefederten Gleitelomontes nicht mehr vernachlässigbar ist.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es einerseits, die Meßfehler bei frei gespannten Bandmeßsystemen zu verringern, und andererseits den konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand zur Lagefixierung des flexiblen Teilungsträgers zu reduzieren, und darüber hinaus die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Meßsysteme zu erhöhen.
-2- 297 261 Darlegung de· Wenn» der Erfindung
Der Erfinduno liegt die Aufgabe lugrundo, eine Anordnung iur Lagofixlorung eines flexiblen Toilungsträgqrs zu entwickeln, welche stets uinen fest vorgegebenen LageberoHt !wischen Abtestelement und Maßvorkörperung sichert, welche bei dor Relativbewegung xwischen TeilungstrBgor und Abtastelement die LängskrJifto auf den Tellungsträgor reduziert, welche Schwingungen des TellungstrUgors so dämpft, daß sie nur geringe Moßunsicherheiton verursachen und welche den Verschleiß am Tollungsträger wosontlich reduziert.
Weten der Erfindung zur Lösung dieser Aufgaben ist es, einen bandförmigen elastischen Teilungsträger, der unter hohor Vorspannkraft an einem Maschinenbett fest eingespannt Ist, mit einer fromdgeführton Abtasteinrichtung abzutasten, dio mit mindestens Je einem Bogronzungselemont für die Lagebogrenzung des elastischen Teilungstregers senkrecht zur Toilungsrichtung versehen Ist. Diese Begrenzungselemente sind so r '.geordnet, daß sie Im Abtestberolch der Abtasteinrichtung nur die relativen Auolenkungon der abzutastenden Struktur auf den' eilungsträger zuläßt, dio Im Toleranzboreich für eine sichere Strukturabtastung der Abtasteinrichtung liegen. Diese Anordnung der Begrenzungsolomento gewehrleistet für den überwiegenden Teil dos Einsatzes eine berührungslose und damit kräfto· und verschleißfreie Strukturabtastung. Im f-alle einer zu großen Rolatiwerlegerung zwischen Abtasteinrichtung und Teilungeträger werden durch die Bogrenzungsolemonte eino Zwangsführung des Teilungsträgors zum Tastkopf so realisiert, dnß eine sichore Strukturabtastung durch die Abtasteinrichtung gewährleistet Ist.
Ausfuhrungsbelsplal
In der Zeichnung Ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schomatisch dargestellt. Die Figur zeigt eine Schnittdarstellung der Ausführung der Erfindung im Idealzustand.
Ein elastischer Teilungsträgor 1 mit dor Dicke D ist unter Vorspannkraft fest an o*iom Maschinenelement 2 eingespannt. An einem Maschinenelement 3, welches zum Maschinonelemont 2 in Moßrichtung 4 relativ beweglich ist, ist eine Abtasteinrichtung 5 starr angekoppelt. Als Rollen ei. jyebildeto Begrenzungselomento β und 7 befinden sich bezüglich einer Abtastrichtung 8 auf beiden Seiten des Teilungsträgers 1.
De Abstand A der beiden Bogrenzungselemente 6,7 in Abtastrichtung 8 soi 1,2mm. Die Dick* D dos Teilungsträgers 1 soll 0,4mm betragen. Die zulässige Lagetoloranz für eine Teilung 9 auf dom Teilungsträger 1 soll 1 mm betragen. Aus der Differenz der Toilungsträgordicke D rum Begronzungsolomontcabstand A ergibt eich für die Lageänderung der Teilung 9 zur Abtasteinrichtung S in Abtastrichtung 8 oin Botrag von 0,8mm. Auf den Idoalzustand bozogen sind die Begrenzungselomente 6, 7 in der Abtasteinrichtung S so ongoordnot, daß sie vom Teilungsträger 1 jeweils einen Abstand von 0,4 mm aufweisen. Bei Relatiwerlagerungen von weniger als 0,4 mm aus dor idealen Mittelstellung zwischen Abtasteinrichtung und Toilungsträger 1 wird einerseits gewährleistet, daß die Begrenzungselemente 6,7 den Teilungsträger 1 nicht berühren und somit koin Verschleiß auftritt, und andererseits gesichert, daß die Teilung 9 im Abtasttoleranzbereich der Abtasteinrichtung 5 MeQt, und somit eino sichere Teilungsabtastung gewährleistet ist. Treten im Ausnahmefall größere Verlagerungen der Abtasteinrichtung 5 auf, so begrenzen die Begronzungselemente 6,7 dio Rolatiwerlagerungen zwischen Teilung 9 und Abtasteinrichtung 5 durch die Zwangsführung des elastischen Teilungsträgers 1 jedoch auf 0,4 mm, so daß auch dann die sichere Teilungsabtastung gewährleistet ist.
Die Begrenzungselomente 6,7 begrenzen auch größere Verlagerungen des elastischen Teilungsträgers 1 im Abtastbereich der Abtasteinrichtung 5, so daß eine sichere Abtastung der Teilung 9 gewährleistet wird.

Claims (4)

1. Anordnung zur Lagefixierung eines flexiblen Teilungsträgers eines Längenmeßsystoms an einer Maschine, bei der an einem ersten Maschinenelement ein bandförmiger elastischer Toilungstlräger für eine traiislatorische Tollung unter Vorspannkraft angebracht ist, und bei der an einem zweiten Maschinenelement, welches zum ersten Maschinenelement relativ beweglich ist, eine Abtasteinrichtung für die Teilung angebracht ist, wobei oino Einrichtung zur zwangsweison relativen Zuordnung zwischen Teilungsträger und Abtasteinrichtung in Abtastrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagebogrenzung des elastischem Teilunysträgors (Din dor Abtasteinrichtung (5) mindestens zwei Begrenzungselemente (6,7) enthalton sind, woboi sich bezüglich dor Abtasteinrichtung (8) mindestens ein Bogrenzungsoloment (6,7) auf jeder Soite dos Teilungsträgers (1) befindet, und daß der Abstand in Abiastrichtung (8) zwischen den Begrenzungselementen (6,7) auf beiden Seiten des Teilungsträgers (1) vermindert um die Teilungsträgerdicke (D) kleiner oder gleich der zulässigen Lagetoleranz der Teilung (9) zur Abtasteinrichtung (5) ist.
2. Anordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungselemente Hollen (6,7) sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungselemente (6,7) an don Außenflächen für den Teilungsträger (1) poliert sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungselemonte (6,7) an don Anlageflächen für den Teilungsträger (1) mit einem zusätzlichen Werkstoff beschichtet rind.
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