DE2540412B2 - Inkrementales Meßsystem - Google Patents
Inkrementales MeßsystemInfo
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Description
vorteilhaft aus einzelnen Strichgruppen, an denen beim Vorbeibewegen einer zweiten, im Abtastkopf
befindlichen gleichartigen Strichgruppe ein elektrisches Signal erzeugt wird, das in der Nähe einer bestimmten
Lagezuordnung der vorgenannten Strichgnippen eine wesentlich steilere Änderung seines
Betrages erfährt als in anderen Lagezuordnungen. Nullimpulsmarken dieser Art sind bekannt und beschrieben
z. B. in der amerikanischen Patentschrift 3591842.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch ein Meßsystem nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gittermafistab.
Das Ausführungsbeispiel zeigt ein lichtelektrisches inkrementales Meßsystem, das aus Maßstab 1 und
Abtastkopf 2 besteht. Am Metallmaßstab 1 ist ein Strichgitter 3 (Fig. 2) aufgebracht, das im Auflicht
photoelektrisch berührungsfrei abgetastet wird. Entlang des Strichgitters 3 ist eine Reihe Nullimpulsmarken
4 vorgesehen, die jeweils aus Strichgruppen bestehen. Die am Strichgitter 3 erzeugten elektrischen
Signale, die im Abtastkopf 2 verstärkt und in Rechtecksignale T1ZT1 umgeformt werden, steuern über
elektrische Leitungen 5/6 einen elektronischen Zähler 7, der die Meßwerte in digitaler Form anzeigt. Das
an den Nullimpulsmarken 4 erzeugte Signal wird im Abtastkopf 2 verstärkt und in ein Rechtecksignal SB
umgeformt. Inkremental Meßsysteme mit Nu';impulsmarken
sind bekannt und beschrieben z. B. im Prospekt der Firma Dr. Johannes Heidenhain GmbH,
Traunreut, »LIDA 55.12«, insbesondere Fig. 2, 2. Ausgabe März 1971.
Die Auswahl aus den Nullimpulsmarken 4, die beim Meßvorgang zur Wirkung gelangen sollen, er-
folgt mittels Magneten 9, die zweckmäßig in Meßrichtung einstellbar sind und deren Magnetfeld bei Annäherung
des Abtastkopfes 2 einen darauf befindlichen Reed-Schalter 10 ansteuert. Der Ausgang 11 des
Recd-Schalters 10 und der Ausgang 12 des Abtastkopfes 2 sind an eine elektronische Baueinheit 8 gelegt,
deren Logik so organisiert ist, daß am Ausgang 13 nur dann ein Signal SB, auftritt, wenn gleichzeitig
am Ausgang 11 des Reed-Schalters 10 und am Ausgang 12 des Abtastkopfes 2 ein elektrisches Signal
S3IS11 anliegt. Der Ausgang 13 der elektronischen
Baueinheit 8 ist am Zähler 7 angeschlossen, der beim Auftreten eines Impulses SB. gesteuert, z. B. auf Null
gesetzt wird.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausfuhrungsbeispiel beschränkt, sondern es sind im Rahmen
der Erfindung selbstverständlich auch andere Ausführungsformen denkbar. So können z. 8. bei gekapselten
inkrementalen Meßsystemen, wie sie aus dem deutschen Gebrauchsmuster 7504025 bekannt sind,
die Magnete in dem den Gittermaßstab gegen Umwelteinflüsse abschirmenden Hohlkörper angebracht
sein.
Es ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der ein elektrischer Schalter, vorzugsweise ein Reed-Schalter,
in Reihe geschaltet ist direkt mit dem den Nullimpulsmarken zugeordneten elektrischen Wandler
(z. B. ein Fotoelement) des Abtastkopfes. Dabei ist jeder Nullimpulsmarke, die beim Meß Vorgang zur
Wirkung gelangen soll, ein Magnet zugeordnet, der beim Vorbeibewegen des Abtastkopfes den darauf
angebrachten elektrischen Schalter ansteuert. Ein am Ausgang des vorgenannten elektrischen Wandlers anliegendes
analoges elektrisches Signal gelangt hierbei nur dann zur Wirkung, wenn der elektrische Schalter
unter der Einwirkung des Magnetfeldes geschlossen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Inkrementales Meßsystem mit entlang der
Teilungsspur vorgesehenen Nullimpulsmarken, an denen im Zusammenwirken mit einem Abtastergan
reproduzierbare Impulse erzeugt werden, deren Lage zur Teilung des Gittermaßstabes absolut
festgelegt ist und die Steuervorgänge im elektronischen Zähler des Meßsystems auslösen, gekennzeichnet
durch die Kombination folgender Merkmale:
a) auf dem Gittermaßstab (1) ist bereits bei der Teilungsherstellung in zueinander festgelegten
Abständen eine Reihe von Nullimpulsmarken (4) angebracht;
b) mindestens ein elektrisches Schaltmittel (9/ 10) ist auf dem Maßstab (1) selbst oder in
dessen unmittelbarer Nähe angeordnet;
c) durch den Wirkzusammenhang des Schaltmitels
(9/10) mit jeweils einer der Nullimpulsmarken (4) können eine oder mehrere
Nullimpulsmarken (4) ausgewählt und s:ur Wirkung gebracht werden.
2. Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nullimpuilsmarke
(4), die beim Meßvorgang zur Wirkung gelangen soll, ein Magnet (9) zugeordnet ist, der
beim Vorbeibewegen des Abtastkopfes (2) einen darauf angebrachten elektrischen Schalter (ILO)
ansteuert, dessen elektrischer Ausgang (11) ;tusammen
mit dem elektrischen Ausgang (12) des Abtastkopfes (2) an eine elektronische Baueinheit
(8) gelegt ist, die an ihrem Ausgang (13) nur dann einen Steuerimpuls (SB,) abgibt, wenn gleichzeitig
am Ausgang (12) des Abtastkopfes (2) und am Ausgang (11) des Schalters (10) ein elektrisches
Signal (SB bzw. SR) anliegt.
3. Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter
(10) am Abtastkopf (2) ein magnetisch betätigter Reed-Schalter ist.
4. Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete
(9) in Bewegungsrichtung des Abtastkopfes (2) einstellbar angebracht sind, so daß diese der jeweils
benötigten Nullimpulsmarke (4) zuordbar sind.
5. Inkrementales Meßystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
Meßsystem, dessen Maßstab (1) und Abtastkopf (2) zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse in einem
biegesteifen Hohlkörper eingebracht sind, die den Nullimpulsmarken zugeordneten Magnete im
vorgenannten Hohlkörper angebracht sind.
6. Inkrementales Meßsystem nach Anspruch 1, dadurhc gekennzeichnet, daß ein elektrischer
Schalter in Reihe geschaltet ist mit einem den Nullimpulsmarken zugeordneten elektrischen
Wandler des Abtastkopfes und daß ferner jeder Nullimpulsmarke, die beim Meßvorgang zur Wirkung
gelangen soll, ein Magnet zugeordnet ist, der beim Vorbeibewegen des Abtastkopfes den darauf
angebrachten elektrischen Schalter ansteuert und daß ein am Ausgang des elektrischen Wandlers
anliegendes analoges Signal nur dann zur Wirkung gelangt, wenn der elektrische Schalter unter Einwirkung
des Magnetfeldes geschlossen ist.
Die Erfindung betrifft ein inkrementales Meßsystem mit entlang der Teilungsspur vorgesehenen Nullimpulsmarken,
an denen im Zusammenwirken mit einem Abtastorgan reproduzierbare Impulse erzeugt
werden, deren Lage zur Teilung des Gittermaßstabes absolut festgelegt ist und die Steuervorgänge im elektronischen
Zähler des Meßsystems auslösen. Diese Steuerimpulse können auf verschiedene Weise verwertet
werden, z. B. zum Reproduzieren der Nullposition im Zähler, zum Anfahren einer bestimmten Position
zu Beginn der Messung, zur Kontrolle auf Störimpulse usw. Der Anwendungsbereich derartiger
inkrementaler Meßsysteme kann dadurch erweitert werden, daß der Nullpunkt im gesamten Arbeitsbereich
frei gewählt werden kann (siehe Simon, W.: Die numerische Steuerung von Werkzeugmaschinen,
C. Hanser-Verl., München 1971, S. 55).
Bei bekannten inkrementalen Meßsystemen sind demnach Anzahl und Lage der bei der Maßstabherstellung
mit aufgebrachten Nullimpulsmarken entsprechend den Erfordernissen des Benutzers festgelegt.
Somit besteht beim späteren Einsatz des Meßsystems keine Möglichkeit mehr, die Anzahl und
Lage der Steuerimpulse zu verändern. Aufgabe der Erfindung ist es, mit besonders einfachen Mitteln die
Nachteile bekannter inkrementaler Meßsysteme mit Nullimpulsmarken zu beheben und eine Meßeinrichtung
2Oi schaffen, die bei ihrer Herstellung Vorteile
durch Standardisierung schafft und dem Anwender später große Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der
Bezugsmarkenfestlegung bietet.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Kombination von Merkmalen.
Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß der Benutzer des Meßsystems den jeweiligen Erfordernissen
entsprechend sowohl die Anzahl als auch die Lage der Steuerimpulse selbst bestimmen kann. Dies
erweitert den Anwendungsbereich derartiger Meßsysteme erheblich.
Die Herstellung der Gittermaßstäbe kann standardisiert werden, da eine Vielzahl von Nullimpulsmarken
aufgebracht wird. Erst beim Anwender muß die Auswahl der erforderlichen Nullimpulsmarken vorgenommen
werden. Darüber hinaus ist der Anwender an diese Auswahl nicht gebunden, sondern es können
aus gegebenem Anlaß andere Nullimpulsmarken ausgewählt werden und die bisherigen können wieder
stillgelegt werden.
Bei einer möglichen Ausführungsform ist jeder Nullimpulsmarke, die beim Meßvorgang zur Wirkung
gelangen soll, ein Magnet zugeordnet, der beim Vorbeibewegen des Abtastkopfes einen darauf angebrachten
elektrischen Schalter ansteuert, dessen elektrischer Ausgang zusammen mit dem elektrischen
Ausgang des Abtastkopfes an eine elektronische Baueinheit gelegt ist, die an ihi em Ausgang nur dann einen
Steuerimpuls abgibt, wenn gleichzeitig am Ausgang des Abtastkopfes und am Ausgang des Schalters ein
elektrisches Signal anliegt.
Zweckmäßig ist der am Abtastkopf des Meßsystems vorgesehene Schalter ein Reed-Schalter bekannter
Bauart, dessen Erregung durch einen Dauermagneten oder Elektromagneten erfolgen kann. Die Magnete
sind vorieiihafi in Meßrichiung verschiebbar angeordnet,
so daß diese der jeweils benötigten Nullimpulsmarke leicht zugeordnet werden können.
Die Nullimpulsmarken am Gittermaßstab bestehen
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