DE2820753C2 - Einrichtung zur Fehlerkorrektur bei Positionsmeßsystemen - Google Patents

Einrichtung zur Fehlerkorrektur bei Positionsmeßsystemen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Korrektur von Maschinen- und/oder Teilungsfehlern bei Positionsmeßsystemen von Präzisionsmaschinen und -geräten mit Hilfe eines Fehlerkorrekturprofils, wobei zur Messung der Relativlage zweier Objekte eine Teilungsverkörperung an einem Träger befestigt ist und die Teilung von einer Abtasteinheit abgetastet wird, die mit einem zu messenden Objekt der Maschine oder des Geräts verbunden ist.
Einrichtungen und Verfahren zur Korrektur von Maschinen- und/oder Teilungsfehlern sind bereits bekannt. In der DE-PS 866402 wird zum Stand der Technik eine Meßeinrichtung mit einem Korrekturlineal genannt, von dem aus die Ablesemarke mecha nisch in eine dem jeweiligen Meßstrecken-Fehler ent sprechende Stellung gegenüber der Streckenmarke
gesteuert wird.
Aus der US-PS 3039032 ist ein Stellungsmeßsystem mit einer Korrekturschablone bekannt, die von einem Fühler abgetastet wird, der direkt auf den Meß-■ geber einwirkt.
Ein weiteres Fehlerkorrektursystem ist in der DE-OS 2042505 beschrieben, bei dem das numerische Meßsytem einer Maschine durch ein eine Korrekturschablone abtastendes Organ eine Zusatzbewegung ι« entsprechend dem jeweiligen Fehlerwert der Maschinenspindel erfährt. Die genannten Korrektureinrichtungen weisen jeweils gesondert eine Korrekturschablone oder ein Korrekturlineal auf, die nach der Herstellung am Meßgerät befestigt und justiert werr> den müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Fehlerkorrektur der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine besonders einfache und genaue Kompensation von .Maschinen- und/oder Teilungsfehlern erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Fehlerkorrekturprofil in-Ji tegrierender Bestandteil eines ohnehin bei der Präzisionsmaschine oder dem Präzisionsgerät vorhandenen Bauteils, z. B. des Trägers, des Gehäuses oder eines Gehäur-eteils ist, so daß sich ein Befestigen und Justieren eines separaten Fehlerkorrekturprofils an der Main schine oder dem Gerät erübrigt.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung und ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung eines Fehlerkorrekturprofils entnimmt man den Unteransprüchen.
υ Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. la, b, c drei Schnittansichten eines Längenmeßgeräts nach der Erfindung, bei dem ein Maßstab ■in an einem Träger befestigt ist,
Fig. 2a, b, c drei Schnittansichten eines Längenmeßgeräts, bei dem ein Maßstab in einem gekapselten Gehäuse angeordnet ist, und
Fig. 3a, b, c drei Schnittansichten eines Längen- -> meßgeräts, bei dem ein Maßstab in einem gekapselten zweiteiligen Gehäuse angeordnet ist.
In der Fig. 1 a, b, c ist ein Längenmeßgerät mit einem Träger 1 an einem Bett 2 einer Bearbeitungsmaschine oder einer Meßmaschine durch eine Schraub-M] verbindung 3 befestigt. Am Träger 1 ist mittels einer elastischen Klebeschicht 4 ein Maßstab S angebracht, der das Meßnormal darstelil. Eine Abtasteinheit 6 stützt sich am Maßstab 5 über Rollen 7 ab und tastet mit an sich bekannten, in der Zeichnung nicht darge-V) stellten Mitteln die Teilung des Maßstabs 5 ab. An einem Schlitten 8 der Bearbeitungsmaschine oder der Meßmaschine ist ein Montagefuß 9 mit einem Mitnehmer 10 mittels einer Schraubverbindung 11 befestigt, der die Relativbewegung von Bett 2 und Schlit-Mi ten 8 auf die Abtasteinheit 6 überträgt. Dabei würden aber Maschinen- und Maßstabsfehler ohne Korrektureinrichtung ebenfalls übertragen und gingen in das Meßergebnis als Fehler ein. Das Längenmeßgerät weist daher erfindungsgemäß ein Fehlerkorrekturtv. profil 12 als Bestandteil des Trägers 1 auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Längenmeßgeräts nach Fig. 2a, b, c ist ein Gehäuse 13 in Form eines Hohlprofils an einem Bett 2' einer
Bearbeitungsmaschine oder einer Meßmaschine mittels einer Schraubverbindung 3' befestigt. An einem Schlitten 8' der Bearbeitungsmaschine oder der Meßmaschine ist ein Montagefuß 9' mit eiern Mitnehmer 10' in beliebiger Weise befestigt, der über eine schwertförmige Verjüngung 14 durch einen Schlitz 15 in das im übrigen vollkommen verschlossene Gehäuse 13 hineinragt, wobei im Schlitz 15 vorgesehene elastische Dichtlippen 16 ein Eindringen von Verunreinigungen in das Innere des Gehäuses 13 verMndern. An einer Innenfläche des Gehäuses 13 ist ein Maßstab 5' mittels einer elastischen Klebeschicht 4' angebracht, an dem sich eine Abtasteinheit 6' über Rollen T abstützt und mit an sich bekannten, nicht dargestellten Mitteln die Teilung des Maßstabs 5' abtastet. Die Relativbewegung vom Bett 2' und Schlitten 8' wird vom Mitnehmer 10' auf die Abtasteinheit 6' übertragen. Zur Kompensation der Maschinen- und Maßstabsfehler ist erfindungsgemäß ein Fehlerkorrekturprofil 12' als Bestandteil des Gehäuses 13 vorgesehen.
In einer zusätzlichen Ausführungsform eines Längenmeßgeräts nach Fig. 3a, b, c ist ein zweiteiliges Gehäuse 18a, 186 an einem Bett 2" einer Bearbeitungsmaschine oder einer Meßmaschine mittels einer Schraubvorrichtung 3" befestigt. An einem Schlitten 8" der Bearbeitungsmaschine oder der Meßmaschine ist ein Montagefuß 9" mit einem Mitnehmer 10" in beliebiger Weise befestigt, der über eine schwertförmige Verjüngung 14' durch einen mit Dichtlippen 16' versehenen Schlitz 15' in das zweiteilige Gehäuse 18a, 186 hineinragt. An einer Innenfläche des Gehäuseteils 18a ist ein Maßstab 5" mittels einer elastischen Klebeschicht 4" angebracht, an dem sich eine Abtasteinheit 6" über Rollen 7" abstützt und die Teilung des Maßstabs 5" abtastet. Die Relativbewegung vom Bett 2" und Schlitten 8" wird vom Mitnehmer 10" auf die Abtasteinheit 6" übertragen. Zur Kompensation von Maschinen- und Maßstabsfehlern ist erfindungsgemäß ein Fehlerkorrekturprofil 12" als Bestandteil des Gehäuseteils 186 vorgesehen.
Das Fehlerkorrekturprofil 12,12', 12" wird von einem Übertragungselement in Form eines Winkelhebels 19,19', 19" abgegriffen, der um eine Achse 20, 20', 20" schwenkbar in der Abtasteinheit 6,6', 6" gelagert ist. Dieser Winkelhebel 19, 19', 19" weist an seinem längeren freien Ende eine Rolle 21, 21', 21" auf, die mittels einer an einem Zapfen 22, 22', 22" der Abtasteinheit 6, 6', 6" befestigten Feder 23, 23', 23" am Fehlerkorrekturprofil 12.12', 12" anliegt, bei einer Verschiebung der Abtasteinheit 6, 6', 6" der Kurve des Fehlerkorrekturprofils 12, 12', 12" folgt und eine Schwenkbewegung des Winkelhebels 19,19'.
> 19" um die Achse 20, 20', 20" bewirkt, die dem zu korrigierenden Fehlerverlauf entspricht. Die Fehlerkorrektur erfolgt über einen am kürzeren freien Ende des Winkelhebels 19,19', 19" angeordneten Exzenter 24, 24', 24", der am Mitnehmer 10, 10', 10" anliegt
> und die Schwenkbewegung des Winkelhebels 19,19', 19" in eine Relativbewegung zwischen der Abtasteinheit 6,6', 6" und dem Mitnehmer 10,10', 10" umsetzt. Die Anlage des Exzenters 24,24', 24" am Mitnehmer 10, 10', 10" wird dabei durch eine weitere Feder
ι 25, 25', 25" bewirkt, die an einem weiteren Zapfen 26, 26', 26" der Abtasteinheit 6, 6', 6" befestigt ist.
Das Fehlerkorrekturprofil 12, 12', 12" wird vorzugsweise während des Vermessens oder nach dem Vermessen des Maßstabes 5,5", 5" in der Gebrauchslage im Längenmeßgerät mittels eines rechnergestützten Programms am Träger 1, im Gehäuse 13 oder in einem Gehäuseteil 186 entsprechend dem zu korrigierenden gespeicherten Fehlerverlauf erzeugt. Bei der Herstellung des Fehlerkorrekturprofils 12" ist das Gehäuseteil 186 am Gehäuseteil 18a mittels nicht dargestellter Paßstifte reproduzierbar befestigt. Zwecks besserer Zugänglichkeit beispielsweise zum Reinigen des Maßstabes 5" ist das Gehäuseteil 186 vom Gehäuseteil 18a lösbar.
Die Herstellung des Fehlerkorrekturprofils 12,12', 12" erfolgt dabei auf mechanische, chemische oder auf eine andere geeignete Weise, wie beispielsweise durch Fräsen, Ätzen oder Beschichten.
Die Erfindung ist nicht auf lichtelektrische digitale Längenmeßgeräte beschränkt, sondern auch bei optischen, induktiven, magnetischen und kapazitiven Meßgeräten anwendbar.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur Korrektur von Maschinen- und/oder Teilungsfehlern bei Positionsmeßsysiemen von Präzisionsmaschinen und -geräten mit Hilfe eines Fehlerkorrekturprofils, wobei zur Messung der Relativlage zweier Objekte eine Teilungsverkörperung an einem Träger befestigt ist und die Teilung von einer Abstasteinheit abgetastet wird, die mit einem zu messenende Objekt der Maschine oder des Geräts verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlerkorrekturprofil (12,12', 12") als Bestandteil des Trägers (1), vorzugsweise eines Gehäuses (13) oder eines Gehäuseteils (180) für die Teilungsverkörperung (5, 5', 5") ausgebildet ist and von einem Übertragungselement abgegriffen wird, das eine korrigierende Relativbewegung zwischen der Abtasteinrichtung (6,6', 6") und der Teilungsverkörperung (5, 5', 5") bewirkt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Abtasteinheit über einen Mitnehmer am zu messenden Objekt angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement von einem in der Abtasteinheit (6,6', 6") um eine Achse (20, 20', 20") schwenkbar gelagerten Winkelhebel (19, 19', 19") gebildet wird, der an seinem einen freien Ende eine am Fehlerkorrekturprofil (12,12', 12") anliegende Rolle (21,21', 21") und an seinem anderen freien Ende einen am Mitnehmer (10, 10', 10") anliegenden Exzenter (24,24', 24") aufweist.
3. Verfahren zur Herstellung des Fehlerkorrekturprofils nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlerkorrekturprofil (12, 12', 12") während des Vermessens oder nach dem Vermessen der Teilungsverkörperung (5, 5', 5") in der Gebrauchslage am Positionsmeßgerät mittels eines rechnergestützten Programms am Träger (1), im Gehäuse (13) oder in einem Gehäuseteil (186) entsprechend dem zu korrigierenden gespeicherten Fehlerverlauf erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlerkorrekturprofil (12, 12', 12") auf mechanische, chemische oder auf eine sonstige geeignete Weise, z. B. durch Fräsen, Ätzen oder Beschichten erzeugt wird.
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