DE1964470B2 - Einrichtung zur erfassung von fuehrungsfehlern von beweglichen teilen insbesondere bei werkzeug oder messmaschinen - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Er- _r . Abbildungsmaßstab ß' = +1 als Richtungsdiskrimi-

fassung der Führungsfehler von beweglichen Teilen nator und stellt hiermit mitHilfe der Markensysteme

insbesondere bei Werkzeug- oder Meßmascbinen. auf Richtungsgleichheit mit der gewollten Bewegungs-

Bei einer Längsverschtebung eines Schlittens aus richtung ein, so zeigt das afokale System mit dem

einer vorgegebenen Lage hinaus in eine konstruktion- 5 Äbbildungsmaßstab ß' = —1 im Zusammenwirken

bedingte Richtung ergeben sich für seine wirklich mit dem Markensystem nur noch den Versatz an,

erreichte neue Lage infolge der unvermeidlichen da der Richtungseinfluß bereits durch das afokale

Unvollkommenheiten der Führung stets folgende System mit dem Abbildungsmaßstab β' = +1 kom-

Fehler gegenüber der idealen Lage des Schlittens: pensiert wurde.

1. Zwei Lagefehler, entsprechend dem Seiten- und ^lo .^Da ₁ ^{die verwen}^.^e* ^S^ Abbildungssysteme Höhenversatz Its Schlittens. : ■ · einen konstanten Objekt-Bild-Abstand haben können

2. Drei Richtungsfehler, entsprechend kleinen Je; to die Lagebestirnmung erforderhchen Marken-

JWJL Vi, XVJLWJJ. UlXJ-IC)OiVJLJ-I, VJ., VJU LO UJL WJLi-VJ-LVJ. JYJLVJLJLJLVJUL ,*■„_„„ * i-..» * 1 η

Drehungen des. Schlittens gegenüber den drei ^zw. Empfangersysteme im -■ Fuhrungsbett. m festen

■ r · . -v.««'. „- -,·.. ., --, -„ I.acen erntrenimt werden 7.wiKf*.hen denen das hewep¹-systems.

Lagen eingebaut werden, zwischen denen das beweg-

Achsen eines räumfesten orthogonalen Bezugs- ^^gen emgeoaui weruen, zwirnen uenen uas oewegsvstems '■·' ^:r? tf«ii·':.-' · ¹⁵ liehe Teil mit dem damit verbundenen afokalen

Abbildungssystem verschoben wird.

Es fehlt nicht an Vorschlägen,- den Einfluß der- Es wäre prinzipiell auch möglich, an Stelle des afo-

artiger Führungsfehler pjiuf _:das Meßergebnis durch kalen Abbildungssystems mit dem Abbildungs-Einhaltung des Komperatorprinzips oder durch den maßstab ß' = -f-1 und der genannten Marken-Einsatz optischer Kompensationselemente auszu- 20 abbildung auch andere Richtungsdiskriminatoren, schalten. Zum Beispiel ist ein optisches Koordinaten- die sich z. B. aus einem Kollinator und einem Fernmeßgerät in Kreuztischbauweise bekanntgeworden rohr zusammensetzen, zu verwenden, jedoch kommt (vgl. Optik, 28, 1968/69, S. 242 bis 248), bei dem eine hierbei mindestens ein eine Abbildungsoptik entVerdrehung des Aufspanntisches um eine zur Ver- haltendes Teil, entweder Fernrohr oder Kollimator, schiebungsebene senkrechte Achse bei punktweiser 25 im Fuhrungsbett zu liegen, was jedoch für die einÜbertragung der Koordinatenwerte von einem in wandfreie Funktion voraussetzt, daß das Führungsseiner Lage zum Maschinenbett optisch bedingten bett keinen Verbiegungen'ausgesetzt ist, da sonst die Tastpunkte aus sich nicht auf die Richtigkeit des hiermit auftretenden Systemfehler im Richtungs-Ortes der Meßwerte im vorgesehenen Koordinaten- diskriminator das Meßergebnis verfälschen würden, system auswirkt, sofern auch die Meßebene in einer 30 Bei der obengenannten Unterbringung der afökalen durch das Meßsystem bedingten Höhe über dem Abbildungssysteme im beweglichen Teil selbst liegen Maschinenbett verbleibt. Die Fehlerausgleichsmöglich- dagegen lediglich die Markensysteme im Führungsbett, keiten sind hier jedoch-durch die genannten Neben- Die bei starken Belastungen der Führung etwa aufbedingungen sehr eingeschränkt. - tretenden Verbiegungen haben alsdann einen weit

Ziel der Effindüng isf es, eine weitergehende Be- 35 geringeren Einfluß auf das Meßergebnis,
seitigung der Führungsfehlereinflüsse sowohl ihrer Ist das bewegliche Teil in mehreren Richtungen

Auswirkung als auch ihrer Ursache nach zu erzielen. verstellbar, so können entsprechende afokale Ab-Daher ist es erforderlich, die Führungsfehler leicht bildungssysteme für jeden Verstellweg vorgesehen sein, erkennbar und laufend erfaßbar zu machen. Selbstverständlich kann man bei Werkzeug- und

Erreicht wird dies durch die Erfindung dadurch, 40 Meßmaschinen außer dem Objektschlitten auch die daß das bewegliche Teil mit Diskriminatoren aus- Führung des Werk- bzw. Meßzeuges, z. B. Bohrer gestattet wird, mit denen Versatz und Richtung der' oder Taster, mit Richtungs- und versatzempfindlichen Bewegung unterschieden werden können. . Diskriminatoren ausrüsten.

Beispielsweise wird hierbei im Führungsbett eine Die mit den afokalen Abbildungssystemen zuSchar von zur Verschiebungsrichtung des beweglichen 45 sammenarbeitenden Markensysteme bestehen beiTeiles parallelen Bezugslimen optisch festgelegt und spielsweise aus Strichplatten mit zur Bewegungsdas bewegliche Teil mit optischen Diskriminatoren richtung des bewegliehen Teiles senkrecht und zu den versehen, welche die räumliche Lage des beweglichen übrigen Koordinatenrichtungen prarallel verlaufenden Teiles gegenüber diesen Bezugslinien der Richtung Strichen. Beispielsweise enthalten die durch die und dem Versatz nach bestimmen. 50. afokalen Systeme aufeinander abgebildeten Strichln einer bevorzugten Ausfiihrungsform ist das platten Einfach- bzw. Doppelstriche. Mit einem derbewegliche Teil zwischen imFührungsbett angeordneten artigen Markensystem lassen sich lediglich etwa MarkensystemverschiebbarundenthältKombinationen vorhandene Führungsfehler bzw. der Grad der Bevon afokalen Abbildungssystemen mit einem Ab- seitigung ihrer Ursache durch am bewegten Teil bildungsmaßstab ß' = + 1 und ß' = — 1, welche die 55 angreifende Justiermittel feststellen.
Markierungssysteme aufeinander abbilden. Für eine wertmäßige Erfassung der Führungsfehler

Dabei ist die Lage der Abbildung des afokalen sind zweckmäßig Skalen und Indexmarken (analoge Abbildungssystems mit einem Abbildungsmaßstab Erfassung) oder Rastermarken (digitale Erfassung) von ß' = +1 lediglich von der Richtung seiner vorgesehen.

optischen Achse abhängig und gegenüber einem 60 Die so ermittelten Fehlerwerte lassen, wie noch Parallelversatz unempfindlich. gezeigt werden wird, eine eindeutige Bestimmung

Die Lage der Abbildung des Systems mit einem der Lage des beweglichen Teiles zu.
Abbildungsmaßstab ß''— —list demgegenüber sowohl Man kann die gewonnenen Werte entweder rech-

von der Richtung als auch vom Versatz seiner optischen nerisch verwerten, wenn man die Lagen des verAchse aus der ursprünglichen Lage heraus abhängig. 65 schieblichen Teiles den Zahlenwerten nach laufend

Benutzt man nun bei einem beweglichen Teil, welches ermitteln will. Will man jedoch etwa für die Bemit beiden Typen der genannten afokalen Abbildungs- arbeitung die festgestellten Fehler der Führung in systeme ausgerüstet ist, zunächst das System mit dem ₍ihrer Ursache beseitigen, so kann man diese auch zur

3 4

Steuerung der an der Führung bzw. dem beweglichen weichungen dZ_x, dZ₂, dZ_z, dY_x, dY_z, dY_s der Marken-Teil selbst angreifenden Justiermittel heranziehen, bilder Sa', 5b', 6a', 6b', la', Ib', gegenüber der

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nun an gestrichelt eingezeichneten Ideallage, welche eine voll-Hand der in den F i g. 1 bis 10 dargestellten Aus- ständige Übereinstimmung der optischen Achse der führungsbeispiele näher erläutert: 5 afokalen Abbildungssysteme 14, 15, 16 mit den

In der Fig. 1, welche eine schematische Darstellung Richtungen der Bezugslinien 11, 12, 13 anzeigt,
eines Längsschlittensystems in Draufsicht zeigt, ist Stellt man nun die Relativlagen von Schlitten 1

mit 1 ein Schlitten bezeichnet, der im Führungsbett2 und Führungsbett2 (Fig. 1) mittels nicht ein,-längs der Verschiebungsrichtung χ verschiebbar ist. gezeichneter bekannter Justiermittel unter Beoabchtung Die Größe der Verschiebung ist an einer mit dem io der als Richtungsdiskriminator wirkenden Abbildung Schlitten! verbundenen Skala3 mit Hilfe eines am der Marken6 über das afokale Abbildungssystem 15 Führungsbett fest liegenden Indexes 4 ablesbar. In auf das Markensystem 9 so ein, daß die abgebildeten dem als Querhaupt ausgebildeten Führungsbetten 2a Marken 6a' und 6b' von den Doppelstrichmarken %a bzw. 2b sind Gebermarkensysteme5, 6, 7 bzw. und 9b symmetrisch eingefangen werden, wie; in Empfängermarkensysteme 8, 9, 10 eingefügt, welche 15 Fig. 2 d dargestellt, d. h. dY₂, dZ₂ sind Null (F ig. 2c), durch ihre gegenseitige Zuordnung drei, unter sich so bedeutet dies, daß der Schlitten 1 parallel zu den mit der gewollten Bewegungsrichtung χ parallel- Bezugslinien 11, 12, 13 (F ig. 1) eingestellt ist. Etwa gerichtete Bezugslinien 11, 12, 13 festlegen und zum dann ncch vorhandene Abweichungen O¹F₁, dY₃ -bzw. beweglichen Schlitten 1 ein bettfestes Bezugssystem dZ_x, dZ₃ der Markenbilder 5a', la! bzw. 5b', Ib' von darstellen. 20 der gestrichelt eingezeichneten symmetrischen Einfang-

=Mit dem Schlitten 1 sind drei afokale Abbildungs- lage (Fig. 2d) zeigen dann den Parallelversatz der systeme 14,15,16 verbunden, von denen das System 14, zugeordneten nun als reine Lagediskriminatoren Linsen 14a und 14b, und das System 16, Linsen 16a arbeitenden afokalen Systeme 14 und 16 an. Unter- und 16b, einen Abbildungsmaßstab von ß' — — 1 schiedliche Beträge von dZ_t, dZ₃ zeigen ferner an, haben, während das System 15, Linsen 15 a und 15 b 25 daß der Schlitten 1 um die optische Achse des afokalen und das dazwischengeschaltete geradsichtige Umkehr- Abbildungssystems 15 (vgl. F i g. 1) verkippt ist.
prisma 15 c (z.B. ein sogenanntes Schmidt- oder An Stelle von Strichmarken lassen sich auch Skalen

■ Pechan-System), einen Abbildungsmaßstab von 5c, 5d und Indexmarken 8c, 8d für eine analoge ß' = +1 aufweist. Die Einzelteile dieser afokalen Meßwertablesung oder auch Raster 7c, Id und Abbildungssysteme sind beispielsweise in Röhren 14d, 3° Gegenraster 10c, 1Oi/ für eine digitale Meßwert-15 d und 16 d zusammengefaßt, welche ihrerseits mit erfassung verwenden,
dem Schlitten 1 starr verbunden sind. Selbstverständlich lassen sich auch alle derartige

Die optischen Achsen -der afokalen Abbildungs- Markenausführungen kombinieren, wie dies beispielssysterne 14, 15, 16 sind zueinander parallel und in der weise in den F i g. 3 a und 3 b dargestellt ist. Ferner Verschiebungsrichtung λ: ausgerichtet, so daß diese im 35 kann man die Markeneinstellung durch nicht ein-Idealfalle (d. h. keine Führungsfehler) genau in Rieh- gezeichnete optische Hilfseinrichtungen visuell betung der Bezugslinien 11, 12, 13 zu liegen kommen. -trachten oder durch nachgeschaltete ebenfalls nicht

Die drei afokalen Abbildungssysteme 14, 15, 16 eingezeichnete bekannte fotoelektrische Empfängerliegen beispielsweise in einer zur Oberfläche des systeme abtasten'und elektronisch weiterverarbeiten, Schlittens 1 parallelen Ebene und haben unterein- -40 wie z. B. zur Steuerung von Justiermitteln zur relativen ander den gleichen Abstand a. Einstellung von Schlitten und Führung benutzen. '

Die Markensysteme 5, 6, 7 welche beispielsweise Das bisher lediglich für einen reinen Längsschlitten

beleuchtet sind oder selbstleuchtende Marken dar- dargestellte Verfahren kann sinngemäß auch für stellen, werden über die afokalen Abbildungssysteme 14 Koordinaten-Meßtische angewendet werden, seien und 16 höhen- und seitenverkehrt und durch das 45 sie nun nach dem Prinzip der gekreuzten Schlitten, Abbildungssystem 15 höhen- und seitenrichtig auf die wofür sich eine besondere Darstellung erübrigt, oder zugeordneten Empfängermarkensysteme 8, 9, 10 ab- nach dem Prinzip des Klreuzschlittens aufgebaut, gebildet. wofür in der F i g. 4 ein schematisches Beispiel dar-

Der Abstand der Markensysteme 5, 6, 7 von den gestellt ist.

Markensystemen 8, 9, 10 ist mit L. bezeichnet und 50 Hierin bilden der Schlitten 21, die Führung 22, entspricht dem konstanten Objekt-Bild-Abstand der die afokalen Systeme 23,24 und25mitden zugeordneten verwendeten afokalen Abbildungssysteme 14, 15, 16. ■ Markensystemen 26, 27, 28 bzw. 29, 30, 31 eine der

Die Markensysteme 5, 6, 7 bzw. 8, 9, 10 können Anordnung nach F i g. 1 analoge Einrichtung, nur beispielsweise, wie in den F i g. 2a und 2b in Richtung daß hier der Schlitten 21 gleichzeitig als Führung 32a der Bezugslinienil, 12, 13 dargestellt, aus Strich- 55 für den in senkrechter Richtung zum Schlitten21 platten bestehen, welche waagerechte, Sa.. 6a, la, verschiebbaren Schlitten 32 dient. Der Schlitten 32 und senkrechte Einzelstriche 5b, 6b, Ib bzw. waage- . enthält ebenfalls zwei afokale "Abbildungssysteme 33 rechte, 8 a, 9 a, 10 a, und senkrechte Doppelstriche und 35 mit einem Abbildungsmaßstab β' = —1 und 8b, 9b, IQb aufweisen. Der Durchstoßpunkt der durch afokales Abbildungssystem 34 mit dem Abbildungsdie Markensysteme festgelegten Bezugslinien 11 bis 13 60 maßstab β' = +1, welche wiederum die im Schlitten 21 (Fig. 1) ist in der Darstellung nach den Fig. 2 a befestigten Markensysteme 36; 37, 38 auf die ebenfalls und 2b mit gleichen Bezugszeichen wie die zugehörigen im Schlitten 21 angeordneten Markensysteme 39,40,41 Bezugslinien versehen; . - abbilden. Auch diese zweite darüberliegende An-

. Bei einer Abbildung der Marken 5, 6, 7.durch die Ordnung ist im Aufbau und Wirkungsweise die der • afokalen Abbildungssysteme 14, 15,16 auf das gegen-, 65 nach F i g. 1 völlig analog.

überliegende Markensystem 8, 9, 10 ergeben sich, . . Zum Umfang der Erfindung gehört unter anderem wie in F ig. 2 c dargestellt, je nach Lage des Schlittens 1 auch die zusätzliche Ausbildung der bekannten Eingegenüber den Bezugslinienil, 12, 13 kleine.Ab- richtung (nach Optik28, 1968/69, S. 242 bis'248) mit

5 6

Richtungsdiskriminatoren in Form- von afokalen der Linsen L_x und -ZJ₂ befinden· sich: in der in F i g.8 a

Abbildungssystemen mit einem Abbildungsmaßstab dargestellten Grundposition des Systeüis das Objekt O₁

Ύοη β' — +Ij wie es in den F ig. 5 und 6 dargestellt ist. bzw/dessen Bild O₁', die im Maßstab 1:·—1, d.h.

Iri der schematischen Darstellung nach' F i g. 5 ist höhen- und . seitenverkehrt, ineinander abgebildet

mit 51 ein in zwei Koordinatenriehtungen (x~y* 5 werden.

Richtung in der Zeichenebene) beweglicher Schlitten Der Abstand Objekt—Bild ist mit L bezeichnet. Die

bezeichnet, der zwei sich kreuzende afokale Ab- Lage der optischen Achse^des Systems ist durch die

bildungssysteme 52, 53 vom Abbildungsmaßstab ß' Linie A gekennzeichnet.

= —1 enthält, mit deren Hilfe die im nicht dar- Bewegt man nun, wie in Fig. 8b dargestellt,

gestellten Maschinenbett fest angeordneten Maß- iö das afokale System L₁, L₂ relativ zum feststehenden

stäbe 54,55 bzw. 56,57 aufeinander abgebildet werden. Objekt O₁. längs' der optischen Achse A, so verbleibt

Nach der Erfindung ist nun diese bekannte An- das Bild O₁' des Objektes Q₁ im Abstand!, vom

Ordnung noch zusätzlich mit einem afokalen Ab- Objekt O₁ nach Größe und Lage unverändert,

bildungssystem58 vom Abbildungsmaßstab ß' = +1, Verschiebt man nun, wie in Fig. 8c dargestellt,

welches ein geradsichtiges Umlenkprismensystem 58 c 15 das System L₁, L₂ parallel zu sich selbst, so daß seine

enthält, ausgerüstet. Dieses zusätzliche afokale Ab- optische Achse in Richtung der Geraden A', d, h.

bildungssystem dient als Richtungsdiskriminator in parallel zur ursprünglichen Linie ,4, verläuft, so

einer zur Zeichenebene parallelen Ebene. wandert das Bild O₁' des festgehaltenen Objektes O₁

Für das Erkennen auch der etwa auftretenden Ver- um den, doppelten Abstand des Parallelitätsabstande.s h

■kippungen des Schlittens um seine Längs* bzw. Quer- 20 aus, behält aber für jeden Ort des Systems L₁, L₂

achse (x- bzw. j-Richtung) nach Höhe und Seite sowie längs der Geraden A' diese Lage bei.

des Versatzes der Höhe nach (senkrecht zur Zeichen- Ist nun im allgemeinsten Falle, wie in Fi g. 8d

ebene) bedarf es noch weiterer Maßnahmen. dargestellt, das System L₁, L₂ gegenüber seiner ur-

Hierzu baut man, wie beispielsweise in F i g. 6 sprünglichen Ausrichtung längs der Linie A nicht dargestellt, neben jede der gekreuzten afokalen Ab- 25 nur versetzt, sondern auch noch verkippt, so daß bildungssysteme 62, 63 mit einem Abbildungsmaßstab beispielsweise seine optische Achse nun in Richtung von ß' = —1 noch je ein afokales Abbildungssystem der Geraden A" verläuft, so liegen die Bildpunkte 64,65 mit einem Abbildungsmaßstab von ß' = +1 ein. des Objektes O₁ auf Geraden, die durch den Schnitt-Letztere enthalten geradsichtige Prismenumkehr- punktS¹ seiner optischen Achsel" mit einer Ebene

PeSaT-Typs' ^ ^ ^S°^{genannten Schmidt}" ^{oder 3}° welche in einem Abstand \ parallel zur Bildebene Einen der beiden aufeinander abgebildeten Maßstäbe angenommen ist, verlaufen.

der Maßstabspaare 66, 67 bzw. 68, 69 versieht man der Das afokale Abbildungssystem mit einem Ab-

Länge nach zusätzlich ober- und unterhalb der bildungsmaßstab von ß' = +1 enthält, wis in der Teilung66a bzw. 67a mit einem einfachen Strich70 35 Fig. 9a dargestellt, gegenüber dem in Fig. 8a und den anderen mit einem Doppelstrich 71, wie in dargestellten System zwischen den Linsen L₁ und L₂ den F i g. 7a und 7b dargestellt ist. Die Symmetrie- noch zusätzlich eine geradsichtiges Prismenumkehrlagen in der Bildebene (Maßstäbe 67 bzw. 69) dienen system P, für das z. B. ein sogenanntes Schmidtdabei wiederum als Kriterien für die Tischver- oder Pechan-System gewählt worden ist. Die Abkippungen bzw. nach erfolgter Ausrichtung über die 40 bildung des Objektes O₂ nach O₂ im Abstand!, afokalen Systeme 64, 65 welche wiederum als Rieh- erfolgt im Maßstab 1:1. Das Bild O₂ des Objektes O₂ tungsdiskriminatoren dienen, als Kriterium für den ist nun höhen- und seitenrichtig.
Tischversatz. . Bei einem Parallelversatz des Systems L₁, P, L₂

Will man auf die doppelte Bestimmung des Höhen- gemäß F i g. 9 b und bei einer Verschiebung längs Versatzes verzichten, so kann man die. verwendeten 45 seiner optischen Achsel' bleibt das Bild O₂' des Prismensysteme entsprechend vereinfachen. Objektes O₂ nach Größe und Lage unverändert. Bei

Statt der Einfach- oder Doppellängslinien in einer Richtungsänderung dt] des Systems L₁, P, L₂, Teilungsrichtung der Maßstäbe kann man für die z. B. durch Kippung seiner optischen Achse aus der elektronische rastertechnische Auswertung hierfür Lage A in die Lage A" nach Fig. 9c tritt ein BiIdauch mehrzellige Längsstriche verwenden, wodurch 50 versatz ein, der nur von der Größe der Richtungsdann wegen der Dezentralisierungsmöglichksit der änderung αη und der Größe des Obj ;kt-Bild-Abstandes für die elektronische Auswertung erforderliche Signal- !,abhängt. DieeiazelnsnBilipunkteUegenauf Geraden gäbe eine weitere Vereinfachung der gekreuzten parallel zur optischen Achse A".
afokalen Systeme möglich erscheint. Die Erfindung Wie die durch die ernndungsgemäßsn Einrichtungen

ist keineswegs an die dargestellten Ausführungs- 55 ermittelten Anzeigewerte mit der tatsächlichen Lage des beispiele gebunden, sondern es sind im Rahmen des beweglichen Teibs zusammenhängen, sei am Beispiel Erfindungsgedankens noch mannigfache Variationen eines Längsschlittensystems nach F i g. 1 aufgezeigt, möglich. In der F i g. 10 ist ein derartiges Längsschlitten-

Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise der system in einer prinzipiellen Skizze vereinfacht dar-Einrichtungen nach der Erfindung sei noch auf die Bo gestellt. Hierin sind mit I und ΠΙ af okab Abbildungsbesonderen Eigenschaften der verwendeten afokalen systeme mit einem Abbildungsmaßstab ß' = —1, z. B. Abbildungssysteme eingegangen: entsprechend Fig. 8a, und mit II ein afokales

Das afokale Abbildungssystem mit einem Ab- Abbildungssystem mit einem Abbildungsmaßstab bildungsmaßstab ß' = —1 nach Fig. 8a besteht aus ß' = +1, %. B. entsprechend Fig. 9a, angedeutet, zwei in einem Rohr I gefaßten positiven Linsen L₁ 65 M₁, M₂ und Af₃ sind die Mittelpunkts dieser Systeme. und£₂ gleicher Brennweite, deren einander zugekehrten Der gegenseitige Abstand der Systeme ist a.
Brennpunkte F₁ und J^₂ zusammenfallen. Das führungsbettfs^te Bezugskoordiuatsnsystem x,

Am Ort der abgekehrten Brennpunkte F₁ und F₂ y, ζ ist der Einfachheit halber so gelegt, daß die

x-Achse die Bezugsünie für" das System II dargestellt und die Marken A₁, A₂, A₃ auf der j-Achse zu liegen kommen.

Die Koordinatendarstellung ist hiermit für die Marken:

A₁ (0 a O)

Λ (0 0 0)

A₃ (0 -α θ)

und für die in der Ebene χ = L entworfenenen Bilder dieser Marken:

15

A₁' (La + dY₁ A₂' (L dY₂ dZ₂) A₃' (L -a + dY₃ dZ₃)

wobei die einzelnen dY bzw. dZ die Anzeigewerte (vgl. zum Beispiel Fig. 2 c), der Systeme darstellen.

Aus den Anzeigewerten lassen sich nun z. B. der Versatz (dy, dz) des Mittelpunktes M₂ (des mittleren Systems II in F i g. 10) und der Drehvektor Ί) (D₁, D₂, D₃), welcher Richtung und Betrag der durch eine Kippung hervorgerufenen Drehung angibt, berechnen.

Der Drehvektor D greife im Punkt M₂ an, und seine Komponenten D₁, D₂, D₃ sind Drehungen um zu den Koordinatenrichtungen x, y, ζ parallele Achsen.

Unter diesen Gegebenenheiten ergibt sich Versatz und Drehung als Funktion der Anzeigewerte zu:

dy =	T(dYl	+ dY3) -	-γ	- χ J ·dY2
dz =	4 1		1 "Γ	— χ J · dZ2
Z)1 =	4α 1	-dZ3)
IL \2
(L U

35

40

Claims (10)

Patentansprüche: +5

1. Einrichtung zur Erfassung von Führungsfehlern von beweglichen Teilen insbesondere bei Werkzeug- oder Meßmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil Versatz und Richtung der Bewegung anzeigende Diskriminatoren=enthält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Führungsbett (2) eine Schar zur Verschiebungsrichtung des beweglichen Teiles paralleler Bezugslinien (11, 12, 13) optisch festgelegt ist und das bewegliche Teil (1) optische Diskriminatoren (14, 15, 16) enthält, welche gemeinsam die räumliche Lage des beweglichen Teiles (1) gegenüber diesen Bezugslinien (11,12,13) der Richtung und dem Versatz nach bestimmen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (1) zwischen den im Führungsbett (2) angeordneten Markensystemen (5, 6, 7, 8, 9, 10) verschiebbar ist und Kombinationen von afokalen Abbildungssystemen (14, 15, 16) mit einem Abbildungsmaßstab von ß' = +1 und/?' = — 1 enthält, welche die Markensysteme (5, 6, 7, 8, 9, 10) aufeinander abbilden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei zur Bewegungsrichtung (x) parallelgerichtete afokale Abbildungssysteme (14, 15, 16) im beweglichen Teil (1) angeordnet sind, von denen zwei (14, 16) einen Abbildungsmaßstab von ß' = —1 aufweisen und sich im gleichen Abstand (α) von dem dritten dazwischenliegenden afokalen Abbildungssystem (13) mit einem Abbildungsmaßstab von /3' = +1 befinden.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das afokale Abbildungssystem (15) mit dem Abbildungsmaßstab ß' = +1 ein geradsichtiges Prismenumkehrsystem (15 c) enthält.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Führungsbett (2) angeordneten und aufeinander abgebildeten Markensysteme (5, 6, 7, 8, 9, 10) aus Strichplatten mit zur Bewegungsrichtung (x) des beweglichen Teiles (1) senkrecht und zu den übrigen Koordinatenrichtungen parallel verlaufenden Strichen besteht.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von den aufeinander abgebildeten Markensystemen (5, 6, 7, 8, 9,10) mindestens eines Einfach- (6a, 6b) und das Gegenüberhegende Doppelstriche (9a, 9b) enthält.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von den aufeinander abgebildeten Markensystemen (5, 6, 7, 8, 9, 10) mindestens eines eine Skala (5 c, 5ά") und das Gegenüberliegende eine Indexmarke (8 c, 8 d) aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Markensysteme (5, 6, 7, 8, 9, 10) Rastermarken (7c, Id, 10c, lOd) aufweisen.

10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede vorgegebene Bewegungsrichtung (Meßrichtung bzw. Einstellrichtung) richtungs- und versatzabhängige Diskriminatoren vorgesehen sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 109 524/86