DE1673887A1

DE1673887A1 - Anordnung zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Teile

Info

Publication number: DE1673887A1
Application number: DE19681673887
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Burkhardt; Johannes Dr Heidenhain; Walter Dr Miller
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1968-01-16
Filing date: 1968-01-16
Publication date: 1972-01-20

Description

Anordnung zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Teile Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Teile, die Träger eines aus Maßstab und Abtasteinrichtung bestehenden inkrementalen Me#systemssind, dessen elektrische Ausgangssignale einer elektronischen Auswerteschaltung zugeführt werden.
Die genannten relativ zueinander beweglichen Teile können beispielsweise das feststehende Bett und ein hierauf längsverschiebbarer Schlitten einer Maschine oder auch die zueinander verdreh-oder verschwenkbaren Teile z. B. eines Rundtisches oder einer raage sein.
Bei Anordnungen dieser Art ergeben sich beim Einstellen der relativ zueinander beweglichen Teile in Folge der Störanfälligkeit des inkrementalen Me#systems oftmals Einstellfehler. Während de Messung oder Einstellung auftretende Fehler bzw. Störimpulse verfälschen alle folgenden Messungen oder Einstellungen, wenn nicht zwischendurch der die. Impulse des Me#systems zählende elektronische Zähler auf Null gesetzt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorstehend genannten Nachteile bekannter Anordnungen zur Lagebestimmung von Teilen zu beheben und zu erreichen, daß während des Me#- oder Einstellvorgangs im Me5~ system bzw. in dessen elektronischer Auswerteschaltung auftretende Fehler- (Störimpulse) erkannt und unwirksam gemacht werden können.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemä# dadurch gelöst, da3 zur Erkennung von Lagefehlern der das MeBsystem tragenden relativ zueinander beweglichen Teile ein oder mehrere im Verschiebebereich dieser Teile auftretende Prufimpulse vorgesehen sind, deren Lage zum Maßstab absolut festgelegt ist, und die exakt reproduzierbar sind, d, und deren wirksame Erstreckung in Verschieberichtung der genannten Teile nur jeweils einen Bruchteil derjenigen Erstreckung einnimmt, in der kein Prüfimpuls auftritt.
Elektrische Impulse mit der vorstehenden Charakteristik finden bereits bei inkrementalen Längen- oder Winkelme#systemen zur Festlegung der absolut Nullage der @ Meäteilung Verwendung.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich wenn die Fehlerprüfung jeweils beim Auftreten eines Prüfimpulses vorgenommen wird, und zwar auf elektrischem Wege durch Vergleich der vom Me#system gelieferten Ist-Zahl mit einer beim Auftreten des Prüfimpulses anstehenden bzw. gesetzten Soll-Zahl.
Sind im Verschiebebereich der relativ zueinander beweglichen Teile mehrere PlMfimpulse vorgesehen, dann wird erfindungsgemä# die Fehlerprüfung nicht in sämtlichen Dezimalen (Dekaden) durchgeführt, sondern nur in einer bestimmten Anzahl derselben, z. B. bei sechs Dezimalen zweckmäßig nur in den drei niedrigsten Dezim n.-Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Abtastcinrichtung für den Ma#stab relativ zu ihrem Träger-z. B. einem Maschinenbett-verschiebbar. Die Abtasteinrichtung kann dabei so weit auf ihrem Trzger verschoben werden, da# bei geklemmten Maschinenteilen mit Sicherheit ein Prüfimpuls erreicht bzw. überfahren werden kann, bei dem dann entweder der elektronische Zähler genullt oder der bereits genannte Vergleich der vom Meßsystem gelieferten Ist-Zahl mit der beim Auftreten des Profimpulses im Vergleicher anstehenden Soll-Zahl durchgeführt wird.
Die Erfindung wird im folgende@ näher anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert.
In der Zeichnung zeigt * Fig. 1 ein. Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 2 ein weiteres AusfUhrungsbeispiel der erfindungsgemä#en Anordnung, bei dem im Gegensatz zu.
Fig. 1 die Abtasteinrichtung für den Maßstab relativ zu ihrem Träger verschiebbar ist, Fig. 3 ein Detail aus Fig. 2, in dem die Verstellmechanik fUr die Abtasteinrichtung gezeigt ist, Fig. 4 und 5 das Ausführungsbeispiel gemä# Fig. 1, jedoch mit einer Zusatzeinrichtung zur automatischen Fehlerkorrektur, Fig. 6 eine Zusatzeinrichtung zum Ausführungsbeispiel . gemä# Fig. 1, mit der die Abtasteinrichtung relativ zu ihrem Träger verschoben werden kann, Fig. 7 ein Schaltdiagramm zu Fig. 6, Fig. 8 eine Kombination des inkrementalen Meßsystems gemä# Fig. 1 mit einem absoluten Me#system zum Überprüfen auch der höheren Dezimalen, Fig. 9 vergrö#ert einen Ausschnitt aus MaBstab und Abtastplatte der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, in dem eine mögliche Teilungsspur zum Erzeugen von Prüfimpulsen ersichtlich ist, Fig. 10 einen Signalverlauf za Fig. 9.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der erfindungsgemä#en Anordnung zur Fehlerprüfung. Ein Ma#-stab 15 sowie eine im geringen Abstand darübergleitende Abtastplatte 16 sind in üblicher Weise an relativ zueinander beweglichen Teilen z. B. einer Maschine oder dgl. befestigt. Der Ma#stab 15 und die Abtastplatte 16 sind dabei zusammen mit den Maschinenteilen in Richtung des Pfeiles 17 relativ zueinander verschiebbar. Die Teilung 18 des Maßstabes 15 ist so ausgeführt,daß jedes Wegelement aus je einem transparenten und nichttransparenten gleich breiten Teilfeld besteht. Die Teilung 18° der Abtastplatte 16 ist in Ublicher Weise so ausgebildet, daß sie mit der Teilung 18 des Maßstabes 15identisch ist. Jedoch sind zur Berücksichtider der Bewegungsrichtung der in Fig. 1 nicht gezeigten Maschinenteile auf der Abtastplatte 16 zwei gegeneinander versetzte Teilungen 18' aufgebracht. Durch den Teilungsversatz auf der Abtastplatte 16 sind die von den fotoelektroni. schen Bauelementen 19 und 20 gelieferten elektrischen Signale etwa um 90°-in ihrer Phase verschoben.
Auf dem Maßstab 15 und der Abtastplatte 16 sind erfindungsgemäß noch weitere Teilungsspuren 21/21'vorgesehen, die zur Erzeugung eines oder mehrerer im Verschiebebereich der genannten Maschinenteile auftretender Impulse dienen, deren Verwendungszweck an anderer Stelle noch erldutert werden wird.
Die Teilung 21/21 besteht aus unter sich gleich breiten Feldern, die z. B. gemä# Fig. 9 in ungleichen Abständen aufeinanderfolgen. Die Teilung 21/21t ist dazu bestimmt, bei Relativverschiebungen von MaBstab 15 und Abtastplatte 16 ein elektrisches Signal S30 (Fig. 10) zu liefern, das in der. Nahe einer bestimmten gegenseitigen Lagezuordnung der Teilung g 21/21' eine wesentlich. steilere Änderung seines Betrages erfährt, als in anderen Lagezuordnungen.
FUr die erfindungsgemä#e Anordnung zweckmäßige Teilungen der vorstehenden Art sind bekannt und beschrieben in der eigenen unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung W 42 317 IX b/42 d.
Der MaBs. tab 15 und die Abtastplatte 16 werden mittels einer Lampe 22 und eines Kondensors 23 beleuchtet. Die LichtbUndel durchsetzen die Gitterteilun 18/18' bzw.
21/21' und werden mittels der Objektive 24, 25 und 26 auf die Lichteirtrittsfläche der nachgeschalteten fotoelektronischen Bauelemente 19, 20 und 27 konzentriert.-Die elektrischen Ausgangssignale der fotoelektronischen Bauelemente 19, 20 und 27 werden über elektrische Leitungen 28, 29 und 30 Verstärkern 31, 32 und 33 zugeführt.
Die verstärkten elektrischen Signale werden über elektrische leitungen 34, 35 und 36 Impulsformerstufen 37.
38 und 39 zugeleitet, wo sie in Rechtecksignale umgeformt werden. Die von den Impulsformerstufen 37 und 38 abgegebenen elektrischen Signale S40 und S41 werden über elektrische Leitungen 40 und 41 einem elektronischen Richtungsdiskriminator 42 bekannter Art zugeführt, dessen eine Ausgangsleitung 43 an den Vorgrtseingang V und dessen andere Ausgangsleitung 44 an den Rückwärtseingang R eines elektronischen Zählers 45 bekannter Art angeschlossen ist. In der elektronischen Richtungsdiskriminator- und zihlSchaltung 42/45 werden die von den Impulsformerstufen 37 und 38 gelieferten Impulse entsprechend ihrem Informationsgehalt in Längenangaben umgesetzt.
In den gezeigten AusfUhrungsbeispielen wird durch das zur FehlerprUfung herangezeogene elektrische Signal S46 vorerst eine ganze Gruppe von vier aufeinanderfolgenden Impulsen des von der Teilung 18/18' abgeleiteten elektrischen Signales S40 und S41 herausgegriffen.
Dadurch, daB die elektrischen Ausgangsleitungen 40, 41 und 46 der Impulsformerstufen 37, 38 und 39 einem an"''' sich bekannten Und-Tor 47 zugefuhrt werden, wird aus der genannten Gruppe von vier aufeinanderfolgenden Impulsen der Signalkurve S40/S41 nur ein Impuls herausgegriffen, dessen Signalkurve in der Zeichnung mit S48 bezeichnet ist..
Über die Ausgahgsleitung 48 des genannten Und-Tores 47 wird bekanntlich nur dann ein Impuls abgegeben, wenn gleichzeitig an allen Leitungen 40, 41 und 46 ein Impuls ansteht. Der tber die elektrische Leitung 48 abgegebene Impuls wird in der folgenden Beschreibung mit Prüflmpuls bezeichnet. Die von der Teilung 21/21 abgeleiteten Prüfimpulse haben untereinander gleich große Abstände. Außerdem sind die Prüfimpulse exakt reproduzierbar, weil deren Lage absolut festgelegt ist.
Mit 49 ist in Fig. 1, 4 und 8 ein z. B. für drei Dekaden geeigneter elektronischer Vergleicher bekannter Art bezeichnet, dessen Aufgabe darin die vom elektronischen Zähler 45 über die Ausgangsleitungen 50, 51 und 52 der drei niedrigsten Zählerdekaden gelieferte Ist-Zahl mit einer vom elektronischen Speicher 53 über die Leitungsstränge 54, 55 und 56 eingegebenen Soll-Zahl zu vergleichen. Die Soll-Zahl, die nur jeweils beim Auftreten von Prüfimpulsen im Zähler 45 aufscheinen soll, wird über elektrische Leitungen 57, 58 und 59 im elektronischen Speicher 53 gesetzt.
DieAusgangsleitungen5051 52, 60, 61 und 62 sämtlicher Dekaden des elektronischen Zählers 45 werden in Ubl. icher in der Zeichnung nicht gezeigter Meise z. B. der Steuereinrichtung einer Machine oder dgl. zugeführt.
Die Ausgangsleitungen 63 und 64 des elektronischen Vergleichers 49 sind an Und-Tore 65 und 66 angeschlossen, t wobei die Ausgangsleitung 64 über ein Inversionsglied 67 bekannter Art mit der Ausgangsleitung 63 des Vergleichers 49 verbunden ist. Uber die Ausgangsleitung 63 des elektronischen Vergleichers 49 wird nur dann ein Signal an das Und-Tor 65 abgegeben, wenn die vom Zähler 45 gelieferte Ist-Zahl mit der im Speicher 53 gesetzten Soll-Zahl übereinstimmt. Umgekehrt wird über die Ausgangsleitur. g 64 nur dann ein Signal an das Und-Tor 66 abgegeben, wenn die vom Zähler 45 gelieferte Ist-Zahl von der irn Speicher 53 gesetzten Soll-Zahl abweicht.
An den zweiten Eingang des genannten Und-Tores 66 wird über die elektrische Leitung 68 direkt der Prüfimpuls eingegeben, während am zweiten Eingang des anderen Und-Tores 65 über die elektrische Leitung 69 der invertierte Prüfimpuls eingcgeben wird. Mit 70 ist ein zwischen den genannten elektrischen Leitungen 68 und 69 eingesetztes Inversionsglied bezeichnet. Ein elektronisches Verzögerungsglied 71 zwischen den elektrischen Leitungen 48 und 68 verzögert die Freigabe eines anstehenden Prufimpulses so lange, bis der elektronische Vergleicher 49 den Vergleich zwischen Soll-und Ist-Zahl beendet hat.
Die Ausgangsleitungen 72 und 73 der Und-Tore 65 und 66 sind an ein Oder-Tor 74 angeschlossen, das über die Ausgangsleitung 75 nur dann einen Impuls abgibt, wenn entweder an der Leitung 72 oder an der Leitung 73 ein Impuls ansteht. Ein elektrischer Haltekreis 76 bekannter Art im Leitungszug-75/77 soll bewirken, daß der nur kurzzeitig auftretende Impuls über eine längere Zeitspanne gehalten werden kann, so da# z. B. das Aufleuchten einer Signallampe 78 von der Bedienungsperson auch mit Sicherheit wahrgenommen werden kann. Durch eine Integration über einen Kondensator kann erreicht werden, daß der Hältekreis'76 durch sehr kurzzeitig, auftretende Impulse, die von unterschiedlichen Laufzeiten in den Logikelementen herruhren, nicht beeinflußt wird. Der Haltekreis 76 ist über die elektrische Leitung 80 abschaltbar. Der über die elektrische Leitung 77 abgegebene-Impuls steuert zweckmäßig auch den Abschalter z. B. einer Machine, so daß diese beim Auftreten eines Fehlers stillgesetzt werden kann.
Die Arbeitsweise mit der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Anordnung geht wie folgt vor sich : Vorerst muS der bVBstab 15 relativ. zur Abtastplatte 16 so weit versehoben werden, bis ein Prüfimpuls auftritt.
Beim anstehenden PrUfimpuls wird im elektronischen Speicher 53 über die Leitungen 57, 58 und 59 diejenige Zahl gesetzt, die beim Auftreten der einzelnen Prüfimpulse z. B. in den niedrigsten drei Dekaden des Zählers 45 aufscheinen soll. Nach Setzen der Soll-Zahl im Speicher 53 können die den MaBstab 15 und die Abtastplatte 16 tragenden Teile in die gewUnschte Lage eingefahren werden.
Beim Verschieben der den Maßstab 15 und die Abtastplatte 16 tragenden Teile werden in einer aus den genannten Inversionsgliedern 67/70 sowie den Und-Toren 65/66 und dem Oder-Tor 74 bestehenden logischen Schaltung f'olgende Fehlcrprüfungen durchgeführt : Es wird geprüfte ob beim Auftreten eines Prfimpulses die vom Zähler 45 gelieferte Ist-Zahl gleich der im Speicher 53 gesetzten Soll-Zahl ist; ob bei Gleichheit von Ist-Zahlund Soll-Zahl auch der Prüfimpuls ansteht ; ob beim Fehlen des Prüfimpulses die Ist-Zahl und Soll-Zahl auch ungleich sind ; und ob bei Ungleichheit von Ist-Zahl und Soll-Zahl auch der Prüfimpuls nicht ansteht.
Treten beispielsweise beim Einstellen der den Maßstab 15 und die Abtastplatte 16 tragenden Teile Fehler auf, dann wird dies durch Aufleuchten. der Signallampe 78 und/oder Stillsetzen z. B. des Maschinenantriebes angezeigt. Beim Auftreten eines Fehlers wird der den MaB-stab 15 tragende verschiebbare Teil z. B. einer Machine wenigstens bis zum nächsten PrUfimpuls zurückverfahren und-falls erforderlich-der elektronische Zähler 45 auf die Soll-Zahl gesetzt. Danach können die den MaB-stab 15 und die Abtastplatte 16 tragenden Teile erneut in die gewünschte Lage eingefahren werden. Wann beim Auftreten eines Fehlers z. B. der zurückliegende Prüfimpuls wieder erreicht ist, wird in Fig. 1 und 8durch Aufleuchten der Prüflampe 81 angezeigt.
Die Fig. 2 und 3 zeigt ein AusMhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung, bei dem die Abtastplatte 16 relativ zu ihrem Träger 90 (Fig. 3), z. B. einem Maschinengestell, verschiebbar angebracht ist. Der-'Maßstab 15 dagegen ist wie in Fig. 1 mit seinem. Träger 91, z.B. einem Maschinenschlitten, fest verbunden. Die Abtastplatte 16 ist in einem Halter 92-eingesetzt, der sich über nicht gezeigte schmale Auflageschienen auf den Randpartien des MaBstabes 15 abstUtzt und vorzugsweise aus KunststoXf, z. B. Polytetrafluoratylen, gefertigt ist. Der Halter 92 fUr die Abtastplatte 16 ist-in einer aus Federblech gefertigten Gabel 93 zweckmäßig über Blattfedergelenke 94/95 pendelnd aufgehängt. Die federnde Gabel 93 drUckt den Halter 92 über dessen Gleitschienen gegen die Oberflgche des MaSstabes 15, so daß zwischen den Ebenen der Gitterteilungen 18/18' und 21/21' stets ein gleichbleibender Abstand gewährleistet ist.
Die die Abtastplatte 16 tragende Gabel 93 ist auf inem spielfrei verschiebbaren Schlitten 96 unverrückbar befestigt, auf dem auch in nicht gezeigter Weise die Be- Ieuenzungseinrlchtung sowie die Abtastoptik und die photoelektronischen Bauelemente des Meßsystems angebracht sind. Der Schlitten 96 ist über FUhrungsstangen 97/98 so weit verschiebbar, daB bei geklemmten' 'Maschinenteilen 90/91 in jeder möglichen Lage dieser Teile ein Prüfimpuls erfaßt werden. kann. Die Führungsstangen 97/98 sind in Lagerböcken 99 und 100 unverdrehbar befestigt. Die Lagerböcke 99 und 100 sind außerdem Träger zweier elektrischer Endschalter 101 und 102, die zum Begrenzen der Schlittenbewegung vorgesehen sind. Der Schlitten 96 wird mittels einer von einem Getriebemotor 104 tuber eine Kupplung 105 angetriebenen Gewindespindel 103 gegenüber dem Maschinenteil 90 in Richtung des Pfeiles 106 verschoben.
Der Elektromotor 104 sowie die Lagerböcke 99 und 100 sind auf einer Grundplatte 107 befestigt, die ihrerseits unverrückbar am Maschinenteil 90 angebracht ist.
Ferner ist in Fig. 2 und 3 mit 110 eine den elektrischen Schalter 109 und den Elektromotor 104 verbindende elektrische Leitung bezeichnet. Die Ausgangsleitungen 115 und 116 der Endschalter 101 und 102 sind an eine elektrische Baueinheit 117 zngeschlossen, die beim oder Eintreffen von ilber die Leitung 115 u-~ 116 ankommenden Impulsen über ihre Ausgangsleitung 118 oder 119 < Impulse zur Bewegungsumkehr an den Elektromotor 104 abgibt.
Die Arbeitsweise mit dieser Anordnung ist folgende : Als erstes mu# der Schlitten 91 (Fig. 3) in diejenige Position gefahren werden, die später zu Null erklärt werden soll. Danach wird der Schlitten 91 auf dem Maschinenbett 90 festgeklemmt. Sodann wird durch Einschalten des Elektrometers 104 die Abtastplatte 16 relativ zum Ma#stab 15 solange zwischen den Endschaltern 101 und 102 verfahren, bis ein Prüfimpuls auftritt, der Uber den elektrischen Schalter 109 (Fig. 2) den Elektromotor 104 abschaltet. Bei Erreichen des Prüfimpulses wird der elektronische Zähle r 45 entweder von Hand oder automatisch auf Null gesetzt. Sodann kann die Klemmung für die Maschinenteile 90/91 wieder gelöst und der Schlitten 91 in die geviünsch'ce Position eingefahren werden.
In Fig. 2 und 3 wird, um nur ein Beispiel einer Fehlerprüfung herauszugreifen, beim Auftreten eines jeden Prüfimpulses eine Fehlerprüfun u. a. auch daraufhin durchgefuhrt, ob in den niedrigsten drei Dekaden des elektronischen Zählers 45 jeweils eine"Null"ansteht.
Um diese und weitere, im Beschreibungstext zu der Fig. 1 bereits genannten Fehlerprüfungen durchführen zu können, sind die sogenannten Null-Leitungen der Leitungsstränge 50, 51 und 52 des Zählers 45 an ein Und-Tor 112. angeschlossen, das tuber seine Ausgangsleitung 63'nur dann einen Impuls abgibt, wenn an allen Eingangsleitungen ein Impuls ansteht. Die Ausgangsleitungen 48', 63', 64' und 69t entsprechen den elektrischen Leitungen 48,63, 64 und69 in Fig. 1 der Zeichnung. Ebenso ist in Fig. 2 die Wirkungsweise der aus den elektronischen Bauelementen 65, 66, 67, 70 und 74 bestehenden logischen Schaltung gleich der anhand der Fig. 1 beschriebenen logischen Schaltung.
Tritt in Fig. 2 und 3 beim Einstellen der relativ zueinander beweglichen Teile 90/91 ein Fehler auf, dann wird dies wie in Fig. 1 z. B. durch Aufleuchten einer Signallampe 78 angezeigt. Der Schlitten 91 muß dann gestoppt und bis zum nächsten Prüfimpuls zurückverfahren werden. Wann der zurückliegende Prüfimpuls wieder erreicht ist, wird durch Aufleuchten der Proflampe 81 angezeigt. Falls erforderlich, werden an dieser Stelle die niedrigsten drei Dekaden des elektronischen Zählers 45 wieder auf Null gesetzt. Danach kann die Einstellung der Teile 90/91 wiederholt werden.
Die Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel gemä# Fig. 1, jedoch mit einer Zusatzeinrichtung zum automatischen Korrigieren von Fehlern.
Ergeben sich in Fig. 4 beim Einstellen der den Maßstab 15 und. die Abtastplatte 16 tragenden Teile Fehler, dann. wird beim Auftreten des Prüfimpulses über die Ausgangsleitun 73 des Und-Tores 66 ein Impuls an eine automatisch wirkende Einstell-/Klemmvorrichtung 120 abgegeben, welche die den Maßstab 15 und die Abtastplatte 16 tragenden relativ zueinander beweglichen Teile in der richtigen Lage beim Prüfimpuls unverrückbar fixiert. Befinden sich die den MaBstab 15 und die Abtastplatte 16 tragenden Teile in der geforderten Lage beim Pruximpuls, dann wird von der Einstell-/Klemmvorrichtung 120 über die elektrische Leitung 121 kurzzeitig ein Impuls an ein Und-Tor 122 abgegeben. Am anderen Eingang des Und-Tores 122 trifft über die elektrische Leitung 123 dann ein Impuls ein, wenn ein von der Teilungsspur 21/21' abgeleiteter Prüfimpuls ansteht. Uber die elektrische Ausgangsleitung 125 des Und-Tores 122 wird. nur dann ein Impuls an einen Impulsgenerator 126 bekannter Art abgegeben, wenn an beiden Eingangsleitungen 121 und 123 ein Impuls ansteht. Der über die Ausgangsleitung 125 des Und-Tores 122 ankommende Impuls setzt den Impulsgenerator 126 in Gang und stellt gleichzeitig einen elektrischen Schalter 129 auf Durchgang. Der Impulsgenerator 126 gibt über eine elektrische Ausgangsleitung 127 fünfhundert Impulse an den Vorwärtseingang V und anschließend über die andereelektrische Ausgangsleitung 128 tausend Impulse an den Rückwärtseingang R des elektronischen Zählers 45 ab.
Stellt vor Ablauf des vorstehend genannten Programmes des Impulsgenerators 126 der elektronische Vergleicher 'i 49 einé Gleichheit von Ist-Zahl und Soll-Zahl fest, dann wird über die Ausgangsleitung 63 des elektronischen Vergleichers 49 ein Abschaltimpuls an den Schalter 129 abgegeben und die Zuführung von aus dem.
Impulsgenerator 126 kommenden Impulsen zum elektronischen Zähler 45 gesperrt. Nach Erlöschen der Signallampe 78, die nur beim Vorhandensein eines Fehlers aufleuchtet, kann die Klemmung für die den Ma#stab 15 und die Abtastplatte 16 tragenden Teile wieder gelöst und der Bearbeitungs- oder MeSvorgang fortgesetzt werden.
Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung mit automatischer Fehlerkorrektur.
In einem elektronischen Speicher 53 wird wie in Fig. 1 über elektrische Leitungen 57, 58 und 59 eine Soll-Zahl gesetzt, die beim Auftreten der an der Teilung 21/21' erzeugten Prüfimpulse im Zähler 45 aufscheinen soll.
Die gesetzte Soll-Zahl sowie die vom elektronischenw Zdhler 45 gelieferte Ist-Zahl werden über Leitungsstränge 54, 55 und 56 bzw. 50, 51 und 52 in einen Subtraktor 130 bekannter Art eingegeben, der vorzeichenrichtig die Differenz von Ist-Zahl und Soll-Zahl bildet.
Ist z. B. die Differenz von Ist-Zahl und d Soll-Zahl grö#er als die Zahl 499, dann wird vom Subtraktor 130 von der festeingestellten Zahl 1000 der Differenzbetrag abgezogen. In diesem Fall wird zugleich über die Ausgangsleitung 131 des Subtraktors 130 ein sogenannter Rückwärtsimpuls an ein Und-Ter 170 abgegeben, an dessen anderen Eingang über die ielektrische Leitung 171 Impulse eines Impulsgenerators 172 bekannter Art ankcmmen.
Ist umgekehrt die Differenz~ von Ist-Zahl und Soll-Zahl kleiner als die Zahl 499, dan wird Ùber die Ausgangsleitung 132 des Subtraktors 130 ein sogenannter Vorwärtsimpuls an ein Und-Tor 17 abgegeben. Am anderen Eingang des Und-Tores 173 ist gleichfalls tuber dite elektrische Leitung 171 der Impulsgenerator 172 angeschlossen, DieAusgansleitunen135und136desSubtraktors130 sind an einen elektrischen Schalter 133 angeschlossen.
Die Einzelleitungen Eins bis Vier des die höenste Dekade darstellenden Ausgangs 137 des Subtraktors 130 sind an ein Oder-Tor140 angeschlossen, das liber seine Ausgangsleitung 141 nur dann einen Stoppimpuls z. B. an eine Steuereinrichtung für die den Ma#stab 15 uncl die Abtastplatte 16 tragenden Maschinenteile abgibt, wenn an einer der vier aus dern Leitungsstrang des Ausgangs 137 stammenden elektrischen Leitungen ein Impuls ansteht.
Dic sogenannte Null-Leitung aus dem Ausgang 137 des.
Subtraktors 130 ist an ein Und-Tor 145 angeschlossen, an dessen anderen Eingangen die elektrische Leitung 68 fUr den Prüfimpuls und die Ausgangsleitung 147 eines Und-Tores 146 angeschlossen sind. Über die letztgenannte Ausgangsleitung 147 des Und-Tores 146 wird nur dann ein Impuls abgegeben, wenn an allen Eingangsleitungen 149, 150 und 151 Impulse anstehen, was dann der Fall ist, wenn allc Dekaden eines elektronischen Vorwahlzählers 148 bekannter Art auf Null gesetzt sind.
Der über die Ausgangsleitung 152 des Und-Tores 145 abgegebene Impuls gibt den Durchgang des elektrischen Schalters 13, frei, sc da# die im elektrischen Shhalter 133 über die Ausgangsleitungen 135 und 136 des Sübtraktors 130 anstehende Zahl im Vorwahlzähler 148 gesetzt werden kann.
Beim Setzen des elektronischen Vorwahlzähles 148 fällt an der Ausgangsleitung 147 des Und-Tores 146 der Impuls aus, was u.a. bewirkt, da# der Impulsgenerator 172 eingeschalter wird.
Der Imlpulsgenerator 172 gibt über die Ausgangsleitungen 160 und 161 der Und-Tore 170 und 173 unter Berücksichtigung des vom Subtraktor 130 festgelegten Vorzeichens Impulse entweder in den Vorwärtseingang V oder in den Rückwärtseingang R des elektronischen Vorwahlzählers 148.
In den elektronischen Vorwahlzähler 148 werden vom Impulsgenerator 172 solange Impulse eing bis der Vorwahlzähler 148 in allen Dekaden wieder auf Null ge.-, etzt ist. Bein Auftreten eines Impulses. in der Ausgangsleitung 147 des Und-Tores 146 wird der Impulsgenerator 172 abgeschaltet.
Die vom Impulsgenerator 172 gelieferten"Korrekturimpulse" werden über die Ausgangsleitungen 160 und 161 es Und-Tcres 170 und 173 dem elektronischen-Zähler 45 zugeführt. Um zu verhindern, da# mpulse des elektronischen Richtungsdiskriminators 42 sowie des Impulsgenerators 172 gleichzeitig im elektronischen Zähler 45 eintreffen, sind in Fig. 5 sogenannte Antikoinzidenzgatter162und163bekannterArtvorgesehen. Aufgabe dieser Antikeinzidenzgatter 162 und 163 ist es, vom Richtungsdiskriminator 42 und Impulsgenerator 172 eintreffende Impulse getrennt zu speichern und anschlie#end zeitlich nacheinander zur Zählung freizugeben.Hit175und176sindinFi.5dieAusa.n':-leitungen der genannten Antikoinzi@enzgatter 162 und 163 bezeichnet, von denen eine mit dem Vorwärtseingang V und die andere mit dem Rückwärtseingang R des elektronischen Zählers 45 verbunden ist.
Die Fig. 6 zeigt eine Zusatzeinrichtung zum Ausfährungsbeispiel gemä Fig. 1, mit der ale Abtastplatte 16 relativ zu ihrem Träger 90'verschoben werden Kann.
Die Abtastplatte 16 ist in Fig. 6 in einem Halter 180 eingesetzt, der in Führungsstangcn 181 und 182 spielfrei gleitend geführt ist und mittels Federn 183 und 184 gegen einen als Anschlag dienenden Stift eines Hubmagneten 185 gedrUckt wird. Die Lagerbocke 186 und 187 fUr die FUhrungsstangen 181 und 182 sind-zusammen mit dem Hubmagneten 185 auf einer Grundplatte 188 befestigt, die unverrückbar auf dem Maschinengestell 901 befestigt ist. Der den Ma#stab 15 tragende Schlitten 91' ist mittels einer Gewindespindel 189 in Richtung des Pfeiles 17 verschiebbar. Der Antrieb 190 für die Spindel 189 sowie eine Klemmvorrichtung 191 für die Maschinenteile 90'/91' sind am Maschinengestell 90' angebracht. Der Halter 180 für die Abtastplatte 16 ist in Fig. 6 in nicht gezeigter Weise auch Träger der Belcuchtungseinrichtung, der Abtastoptik sowie der photoelektrcnischen Bauelemente des Meßsystems.
Die Arbeitsweise mit dieser Anordnung ist folgende : Die den Ma#stab 15 und die Abtastplatte 16 tragenden Maschinenteile 90'/91' werden wie in Fig. 1 in die gewünschte Lage eingefahren. Treten beim Einfahren in die gewünschte Lage Fehler auf, dann leuchtet die Signallampe 78 (Fig. 1) auf und/oder die Maschine wird durch einen uber die Leitung 77 (Fig. 1) abgegebenen Impuls abgeschaltet. Danach @ : ß der Einstellvorgang der Maschinenteile 90'/91' wiederholt werden.
In Fig. 6 wird in üblicher Weise kurz vor Erreichen der gewünschten. Position der Maschinenteile 9C'/91' von einer elektrischen Steuereinrichtung 193 fUr die Maschine die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens @' durch einen Impuls über die elektrische Leitung 194 vom Schnellgang auf den Langsamgang und kurzzeitig danach durch einen Impuls über die elektrische Leitung 195 5 vom Langsamgang auf den sogenannten Schleichgang herabgesetzt. Die elektrische Steuereinrichtung 193 für die Maschine ist über die Leitungsstränge 50, 51, 52, 60, 61 und 62 mit dem elektronischen Zähler 45 verbundenundübrdieLcitHssträne196'9y19l 200 und 201 an einem Programmgeber 202 bekannter Art angeschlosse Der Der Pr@grammgeber 202 wird in Fig. 6 z.B. über ein Lochband 203 gestauert.
Ist die einzustellende Positiph der Maschinenteile 90'/91' erreicht, dann wird über aie Leitung 204 der elektrischen Steuereinrichtung 193 ein Im@uls an einen weiteren Programmgeber 205 abgegeben, über dessen Ausgangsleitung 206 Impulse abgegeben werden, die den Antrieb 190 abschalten und zugleich bewirken, da# die Klemmvorrichtung 191 für den Schlitten 91' eingerückt wird. Zugieich wird über die andere Ausgangsleitung 207 des Programmgebers 205 sin Impuls an den Hubmagneten 185 abgegeben, der den Halter 180 entgegen der Federkraft stats soweit verschiebt, bis mit Sieherheit wieder ein an der Teilung21/21'erzeugterFrüfimpuls erreicht bzw. überfanren wird. Danach wird vom Programmgeber 205 der Hubmagnet 185 wieder abgeschaltet und der die-Abtastplatte 16 tragende Halter 180 unter der Wirkung der Federn 183 und 184 wieder exakt in seine Ausgangslage zurückgestellt. Hat die Pritfung beim Überfahren des zurückliegenaen Prüfimpulses einen Fehler ergeben, dann wird dies an der Signal-. lampe 78 (Fig. 1) und/oder Stillsetzen des Maschinenantriebcs angezeigt. Hat die Prüfung dagegen ergeben, daL @ vom zurückliegenden Prüfimpuls ab kein Fehler aufgetreten ist, die vom Zähler 45 gelieferte Ist-Zahl also der im Speicher53(Fi.1).-setztenSoll-Zahl entspricht, dann wird vom Programm@eber 205 kurzzeitig nach Abschalten des Hubmagneten 185 über die elektrische Leitung 210 ein Impuls zum Weiterschalten des Programmgebers 202 und zugleich ein Inpuls z. B. an eine nient gezeigte Steuereinrichtung der Maschine abgegeben, die dann z. B. die Bearbeitung des Werkstückes 211 einleitet.
Die Fig. 7 zeigt ein Schaltdiagramm, in dem der Verlauf der in den elektrischen Leitungen 194, 195, 204, 206, 207 und 210 der Fig. 6 auftretenden Signale S194, S195, 204206207210AbhängigkeitvonderZeitt. aufgezeigt ist.
Die Fig. 8 zigt eine weitere Ausgestaltung der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemä#en Anordnung.
Auf dem Maßstab 15'ist außer den Teilungsspuren 18/16' bzw. 21/21' noch eine aus abwechselnd lichtdurchlassigen und lichtundurchlässien Feldern bestehende Code-Teilung 215 vorgesehen, die zur Überprüfung auch der höheren Dezimalen herangezogen wird. Die Code-Teilung 215 wird mittels fotoelektronischer Bauelemente 216, 217/18 und 219/220 abgetastet. Die fotoelektronischen Bauelemente 216, 217/218. und 219/220 sind inbekannter Weise in V-Anordnung ; gestaffelt in ihrem Hlater 221 eingesetzt. Die Beleuchtung der Teilung 18/ 18' bzw. 21/21' bzw. 215 erfolgt über die Lampe 22 und einen Kondenscr 23'.
Die Ausgange 222, 223, 224, 225 und 226 der genannten fotoelektronischen Bauelemente 216,-217/218 und 219/220 sind an einem Code-Umsetzer 229 bekannter Art angeschlossen, über dessen Ausgänge 54', 55' und 56' die an der Code-Teilung 215 abgelesene Zahl in einem elektronischen Vergleicher 49' bekannter Art eingegeben wird. Der elektronische Vergleicher49'stelltfest,cb die über die Ausgangsleitungen 60-61 und 62 de höheren Dekaden des Zählers 45 eingegebene Zahl mit der an der Code-Teilung 215 abgeleschen Zahl übereinstimmt oder nicht.
Stellt der elektronische Vergleicher 49' fest, da# die vom Zähler 45 gelieferte Zahl nicht mit der an der Code-Teilung 215 5 abgelesenen Zahl übereinstimmt, dann wird über die Ausgangsleitung 230 des Vergleichers 49t ein Itnpuls an das Oder-Tor 74' abgegeben. Über die Ausgangsleitung 75 des Oder-Tores 74' wird nur dann ein Impuls z. B. an die Maschinensteuerung und/oder Signallampe 78 @geben, wenn an der elektrischen Eeitung 72 oder 73 oder 230 einImpuls ansteht. Beim Aufleuchten der Signallampe 78 wird zweckmäßig der den Maßstab 15 tragende verschiebbare Teil. bis s zum nächstliegenden Prüfimpuls zurückverfahren und -falls in den hoheren Dekaden Fehler aufgetreten sindz. B. der elektronische Zähler 45 auf die die am Anzeigetableau des Code-Umsetzers 229 aufscheinende Zahl korrigier. t. Danach kann die gewünschte Position erneut eingefahren werden.
Der übrige Aufbau in Fig. 8 entspricht dem in Fig. 1 gezeigten Auf'bau der erfindungsgemäßen Anordnung zur Fehlerprüfung.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten fotoelektrischen Meßsysteme beschränkt, sondern sie ist selbstverständlich auch bei kapazitiven, induktiven,magnetischen Me#systemen oder dgl. anwendbar.

Claims

ANSPRÜCHE 1.) Anordnung zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Teile, die Trägereines aus Ma#stab und Abtasteinrichtung bestehenden inkrementalen Me#systems sind, dessen elektrische Ausgangssignale einer elektronischen Auswerteschaltung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, da2 zur Erkennung von Lagefehlern der das MeQ-system (15/16 bzw. 15'/16) tragenden relativ zueinander beweglichen Teile (90/91 bzw. 90'/91') ein ouer mehrere im. Verschiebebareich dieser Teile auftretende Prüfimpulse (S30) vorgesehen sind, deren Lage zum Ma#stab (15 bz 15') absolut festgelegt ist, und die exakt reproduzierbar sind, und deren wirksame Erstreckung in Verschieberichtung der genannten Teile (90/91 bzw. 90'/91') nur jeweils einem Bruchteil derjenigen ERstreckung einnimmt, in der kein Prüfimpuls (S auitritt.
2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 jeweils beim Auftreten eines Prüfimpulses (S30) die vom Me#system (15/16 bzw. 15'/16) für die relativ zueinander beweglichen Teile (90/91 bzw. 90'/91') gelieferte Ist-Zahl mit einer beim Prüfimpuls (S30) anstehenden bzw. gesetzten Soll-Zahlverglichenwird.
3.) Anordnun nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnete daß sich die Fehlerprüfunp ; nur auf eine bestimmte Anzahl, und zwar auf. die niedrigsten der vorhandenen Dezimaien erstreckt.
4.) Anordnun rach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da# die vom Me#system (15/16 zw. 15'/16) gelieerte Ist-Zahl und die in einem elektronischen Speicher (53) bekannter Art gesetzte Soll-Zahl in einem an sich bekannten elektronischen Vergleicher (49) eingegeben werden, und daß der Gleichaussang (63) und Ungleichausgang (64) des Vergleichers (49) sowie die elektrische Leitung (68/69) für den Prüfimpuls (S30) an eine logische SchaltunU (67/70 ; 65/66 und 74 bzw. 74') angeschlossen sind, die beim Verschieben der das MeBsystem (15/16bzw.15'/16)tragendenTeile(90'/91')prüft: a) ob beim Auftreten eines Prüfimpulses (S30) die Ist-Zahl auch gleich der gesetzten Soll-Zahl sit, b) ob bei Gleichheit von Ist-Zahl und Soll-Zahl auch ein Prüfimpuls (S30) ansteht, c) ob beim Fehlen des Prüfimpulses (S30) die Ist-Zahl und soll-Zahl auch ungleich sind und d) ob bei Ungleichheit von Ist-Zahl und Soll-Zahl auch de Prüfimpuls (S30) nicht anstcht.
5.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (16) fUr den MaBstab (15) relativ zu ihrem Trägerteil (90 bzw. 90') soweit verschiebbar angebracht ist, daß in jeder möglichen Lage der das Meßsyste(15/6)tragendenTeile (90/91 bzw. 90'/91') bei geklemmtem Trägerteil (90 bzw. 90') für die Abtasteinrichtung (16) zumindest der nächstliegende Prüfimpuls (S30) erfa#t werden kann.
6.) Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dal3 beim Erreichen des nächstliegenden Prüfimpulses (S30) die zu prüfenden Dekaden im elektronischen Zähler (45) auf Nall gesetzt werden, und daß ferner die Nullausgänge der Leitungsstränge (50, 51 und 52) der einzelnen Zählerdekaden einem Und-Tor (112) zugeführt werden, dessen direkter und invertierter Ausgang (63'/64') gleich der elektrischen Leituns @(48'/69')für die Prüfimpulse (S30) an eine logische Schaltung (67/70 ; 65/66 und 74) angechlossen sind, die beim Verfahren der das Meßsystem (15/16) tragenden Teile (90/91) prüft : a) ob beim PrUfimpuls die Ist-Zahl in den zu prüfenden Zählerdekaden auch Null ist, b) ob bei Übereinstimmung von Ist-Zahl und der Soll-Zahl Null auch der Priifimpuls (S30) ansteht, c) ob beim Fehlen des Prüfimpulses (S30) die Ist-Zahl auch von der Soll-Zahl Null abdeicht und d) ab bei Ab, teichunge. der Ist-Zahl von der soll-Zahl Null auch @er Prüfimpuls (S30) nicht ansteht.
7.} ) Anordnung nach Anspruch 1 oder einem vorherigen dadurch gekennzeichnet, da# au#er dem inkrementalen Me#system (15'/16) zur Lagebestimmung der relativ zueinander ; lichen Teile noch ein an sich bekanntes absolutes Meßsystem (215) zur Überprüfung auch von beim Prüfimpuls (S30) nicht geprüften höheren Dezimalen vorgesehen ist.
8. ) Anordnung nach Anspruch 7/'dadurch gekennzeichnet, da# der Ma#stab (15') Träger der Zählspur (18) sowie Träger der Teilungsspur (21) für die Prüfimpulse (S30) und ferner Träger einer ebeinfalls sur Fehlerprüfung vorgesehenen Code-Teilung (215) des absoluten Mê#systems ist.