DE3837134A1 - Beruehrungsloser, digitaler lineargeber - Google Patents
Beruehrungsloser, digitaler lineargeberInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen berührungslosen, digitalen
Lineargeber zur Erzeugung eines Digitalsignals nach
Maßgabe des Stellweges eines linearbeweglichen Schiebers,
enthaltend
- a) ein lichtmodulierendes Muster längs des Stellweges,
- b) lichtemittierende Mittel zur Erzeugung wenigstens eines Lichtbündels, das an einer von der Stellung des Schiebers abhängigen Stelle auf das Muster geleitet wird, und
- c) Lichtempfangsmittel, die von einem durch das licht modulierende Muster hindurchtretenden Teil des Licht bündels beaufschlagt sind.
Die DE-C2- 29 52 106 zeigt eine lichtelektrische,
inkrementale Längenmeßeinrichtung, bei welcher Licht
quellen parallelgerichtete Lichtbündel erzeugen, die
durch eine stationäre Strichplatte (Abtastplatte) auf
photoelektrische Detektoren fallen. Ein Maßstab ist
parallel zu der Abtastplatte bewegbar. Bei dieser
Anordnung muß ein abzutastender Maßstab an dem beweglichen
Teil angebracht werden.
Eine ähnliche Anordnung mit einem an dem beweglichen Teil
angebrachten Maßstab zeigt die DE-C2-30 37 810.
Bei der DE-B- 25 10 113 wird eine Abtastvorrichtung mit
einer beleuchteten Abtastplatte und Photodioden längs
eines abzutastenden Maßstabs bewegt. Dabei müssen die
Versorgungsspannungen auf einen beweglichen Abtastkopf
übertragen und die erhaltenen Signale von diesem
beweglichen Abtastkopf abgeführt werden. Das kann über
flexible Kabel geschehen, die jedoch häufig störend sind
und die Gefahr eines Kabelbruchs in sich bergen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
berührungslosen, digitalen Lineargeber der eingangs
definierten Art so auszubilden, daß sowohl die
elektrischen Teile als auch der Maßstab stationär
angeordnet werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
- d) die lichtemittierenden Mittel und die Lichtempfangs mittel stationär angeordnet sind,
- e) die lichtemittierenden Mittel das Lichtbündel parallel zu dem Stellweg des Schiebers und dem Muster aussenden,
- f) der Schieber eine erste reflektierende Fläche auf einer ersten Seite des Musters aufweist, deren Flächennormale mit dem Lichtbündel einen Winkel von 45° bildet, derart , daß das Lichtbündel um 90° umgelenkt wird und senkrecht auf das Muster fällt,
- g) der Schieber eine zweite reflektierende Fläche auf der zweiten Seite des Musters aufweist, deren Flächen normale mit dem Lichtbündel einen Winkel von 45° bildet, derart, daß das Lichtbündel um 90° umgelenkt wird und antiparallel zu dem von den licht emittierenden Mitteln ausgesandten Lichtbündel längs des Stellweges des Schiebers auf die stationären Lichtempfangsmittel fällt.
Auf diese Weise sind sowohl die lichtemittierenden Mittel
als auch die Lichtempfangsmittel ebenso wie der Maßstab,
das Muster, stationär angeordnet. An dem beweglichen Teil,
dem Schlitten sind nur reflektierende Flächen angebracht.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend
unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert.
Fig. 1 ist eine schematisch - perspektivische Darstellung
und veranschaulicht das Grundprinzip des Linear
gebers, wobei der Lineargeber als Inkrementalgeber
ausgebildet ist.
Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht des Linear
gebers von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung des Geber
kopfes bei einer anderen Ausführung des Linear
gebers.
Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen
vollständigen Lineargeber mit Schlitten und einem
Geberkopf nach Fig. 3, wobei der Lineargeber als
Absolutgeber ausgebildet ist.
In Fig. 1 sind mit 10 lichtemittierende Mittel in Form
einer einzigen Lichtquelle bezeichnet. Die lichtemittierenden
Mittel 10 senden ein Lichtbündel 12 aus, das waagerecht in
Fig. 1 verläuft. Ein Schlitten 14 ist längs eines ebenfalls
waagerecht in Fig. 1 verlaufenden Stellweges durch eine
(nicht dargestellte) Schlittenführung beweglich. Das
Lichtbündel 12 verläuft also parallel zu dem Stellweg des
Schlittens 14. Ebenso waagerecht in Fig. 1 und parallel zu
dem Stellweg des Schlittens 14 erstreckt sich ein Muster
träger 16 mit einem lichtmodulierenden Muster. Das Muster
besteht hier aus in gleichen Abständen angeordneten
Schlitzen 18 mit dazwischen angeordneten Stegen 20. An dem
Schlitten 14 ist eine erste reflektierende Fläche 22
vorgesehen. Die Flächennormale der reflektierenden Fläche
22 bildet mit dem Lichtbündel 12 einen Winkel von 45°.
Dadurch wird das Lichtbündel 12 um 90° umgelenkt und fällt
senkrecht auf das lichtmodulierende Muster 18, 20. Das
durch die Schlitze 18 hindurchtretende Licht wird von
einer zweiten reflektierenden Fläche 24 des Schlittens 14
reflektiert. Die Flächennormale der Fläche 24 bildet mit
dem umgelenkten Lichtbündel 26 einen Winkel von 45°.
Dadurch wird das Lichtbündel nochmals um 90° umgelenkt und
läuft als rücklaufendes Lichtbündel 28 antiparallel zu dem
vorlaufenden Lichtbündel 12 zurück. Das rücklaufende
Lichtbündel 28 fällt auf einen stationären photoel
ektrischen Detektor 30. Die beiden reflektierenden Flächen
22 und 24 sind zueinander senkrecht und definieren eine
Dachkante. Das gewährleistet, daß vorlaufendes Lichtbündel
12 und rücklaufendes Lichtbündel 28 stets antiparallel
zueinander laufen, unbeeinflußt von Verdrehungen des
Schlittens 14 um die Dachkante. Die Anordnung ist dadurch
justagefreundlich. An der beschriebenen Geometrie ändert
sich nichts, wenn der Schlitten 14 im Sinne des Doppel
pfeiles 32 hin- und herbewegt wird.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind zur Ausschaltung von
Störlicht zwischen den reflektierenden Flächen 22 und 24
und dem Muster 18, 20 jeweils Blenden 34 bzw. 36
angeordnet.
Diese Anordnung arbeitet als Inkrementalgeber. Jedes
Weginkrement liefert einen Impuls. Diese Impulse werden in
üblicher und daher nicht dargestellter Weise mittels eines
Zählers aufsummiert. Es können bekannte Maßnahmen zur
Erfassung der Richtungsabhängigkeit und zur Nullpunkt
festlegung vorgesehen werden, wie sie in den oben zum
Stand der Technik erwähnten Druckschriften beschrieben
sind. Statt der Blenden 34, 36 oder zusätzlich zu diesen
kann auch eine Abtastplatte vorgesehen werden, wie sie
ebenfalls in diesen Druckschriften beschrieben ist. Das
ist der Deutlichkeit halber hier nicht im einzelnen
dargestellt und beschrieben.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 und 4 sind insgesamt vier
Lichtquellen 34, 36, 38 und 40 als lichtemittierende Mittel
42 vorgesehen. Die lichtemittierenden Mittel 42 sitzen an
einem Geberkopf 44. An dem Geberkopf 44 sitzen auch vier
photoelektrische Detektoren 46, 48, 50 und 52 als
Lichtempfangsmittel 54. Die Lichtempfangsmittel S 4 sitzen
unterhalb der lichtemittierenden Mittel 42. Der Geberkopf
44 enthält die zu den lichtemittierenden Mitteln 42 und
den Lichtempfangsmitteln 54 gehörige Elektronik. An dem
Geberkopf 44 sitzt auf der Rückseite ein mehrpoliger
Anschlußstecker 56.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist an dem Geberkopf 44
weiterhin zwischen den lichtemittierenden Mitteln 42 und
den Lichtempfangsmitteln 54 ein Musterträger 58
angebracht. Der Musterträger 58 enthält vier aus durch
sichtigen und undurchsichtigen Flächenteilen bestehende
Muster 60, 62, 64 und 66, die sich jeweils zwischen einem
Paar von Lichtquelle z.B. 34 und Detektor 46 senkrecht zur
Vorderfläche des Geberkopfes 44 erstrecken. Zwischen den
Mustern 60, 62, 64 und 66 sind oben und unten Abschirm
leisten 68, 70, 72 und 74, 76, 78. Der Geberkopf 44 und der
Musterträger 58 bilden einen zusammenhängenden,
stationären Bauteil, der die Muster und die aktiven
elektronischen Teile enthält.
Ein Schlitten 80 ist mit einer Ausnehmung 82 im Sinne des
Doppelpfeiles 84 auf einer (nicht dargestellten) Führung
längs der Muster 60, 62, 66 und 68 geführt. Der Schlitten 80
greift, ähnlich wie in Fig. 1, u-förmig um den Musterträger
58, so daß ein Teil des Schlittens 80 sich in Fig. 4 über
dem Musterträger 58 und ein anderer, damit integraler Teil
sich unter dem Musterträger 58 befindet. An dem Schlitten
80 sind oberhalb des Musterträgers 58 reflektierende
Flächen 86 angebracht, deren Flächennormalen mit den von
den Lichtquellen 34, 36, 38 und 40 ausgehenden, vorlaufenden
Lichtbündeln 88 jeweils einen Winkel von 45° bilden. Die
Lichtbündel werden dadurch um 90° nach unten in Fig. 4
abgelenkt und fallen senkrecht auf die Muster 60, 62, 64 und
66. Zwischen den reflektierenden Flächen 86 weist der
Schlitten Ausnehmungen 90, 92 und 94 auf, mit denen er über
die Abschirmleisten 68, 70, 72 greift. Die durch die Muster
60, 62, 64 und 66 hindurchtretenden Teile der umgelenkten
Lichtbündel 96 fallen auf reflektierende Flächen 98 des
unteren Teils des Schlittens 80. Die Flächennormalen der
reflektierenden Flächen 98 bilden mit den umgelenkten
Lichtbündeln 96 jeweils Winkel von 45°, so daß die Licht
bündel nochmals um 90° umgelenkt werden und als
rücklaufende Lichtbündel 100 antiparallel zu den
vorlaufenden Lichtbündeln 88 auf die Detektoren 46, 48, 50
und 52 fallen. Die Ebenen der Flächen 86 und 98 sind
wieder zueinander senkrecht und definieren eine Dachkante,
die horizontal und senkrecht zur Bewegungsrichtung des
Schlittens 80 verläuft.
Die Muster 60, 62, 64 und 66 sind so ausgebildet, daß die
von den Detektoren 46, 48, 50 und 52 gelieferten Signale
eine digitale Darstellung der absoluten Position des
Schlittens liefern. Diese Anordnung ist somit ein
Absolutgeber.
Claims (6)
1. Berührungsloser, digitaler Lineargeber zur Erzeugung
eines Digitalsignals nach Maßgabe des Stellweges eines
linearbeweglichen Schiebers (14, 80), enthaltend
- a) ein lichtmodulierendes Muster (18, 20; 60, 62, 64, 66) längs des Stellweges,
- b) lichtemittierende Mittel (10; 42) zur Erzeugung wenigstens eines Lichtbündels (12, 26; 88, 96), das an einer von der Stellung des Schiebers (14, 80) abhängigen Stelle auf das Muster (18, 20; 60, 62, 64, 66) geleitet wird, und
- c) Lichtempfangsmittel (30; 54), die von einem durch das lichtmodulierende Muster (18, 20; 60, 62, 64, 66) hindurchtretenden Teil des Lichtbündels (28; 100) beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
- d) die lichtemittierenden Mittel (10; 42) und die Lichtempfangsmittel (30; 54) stationär angeordnet sind,
- e) die lichtemittierenden Mittel (10; 42) das Lichtbündel (12; 88) parallel zu dem Stellweg des Schiebers (14; 80) und dem Muster aussenden,
- f) der Schieber (14; 80) eine erste reflektierende Fläche (22; 86) auf einer ersten Seite des Musters (18, 20; 60, 62, 64, 66) aufweist, deren Flächennormale mit dem Lichtbündel (12; 88) einen Winkel von 45° bildet, derart , daß das Lichtbündel (12; 88) um 90° umgelenkt wird und senkrecht auf das Muster (18, 20; 60, 62, 64, 66) fällt,
- g) der Schieber (14; 80) eine zweite reflektierende Fläche (24; 98) auf der zweiten Seite des Musters (18, 20; 60, 62, 64, 66) aufweist, deren Flächennormale mit dem Lichtbündel (26; 96) einen Winkel von 45° bildet, derart, daß das Lichtbündel (26; 96) um 90° umgelenkt wird und antiparallel zu dem von den lichtemittierenden Mitteln (10; 42) ausgesandten Lichtbündel (12; 86) längs des Stellweges des Schiebers (14; 80) auf die stationären Licht empfangsmittel (30; 54) fällt.
2. Berührungsloser, digitaler Lineargeber nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schieber (14)
zwischen den reflektierenden Flächen (22, 24) und dem
Muster (18, 20) je eine Blende (34, 36) angeordnet ist.
3. Berührungsloser, digitaler Lineargeber nach Anspruch
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die licht
emittierenden Mittel (42) und die Lichtempfangsmittel
(54) in einem gemeinsamen Geberkopf (44) vereinigt
sind.
4. Berührungsloser, digitaler Lineargeber nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Musterträger (58)
für das Muster (60, 62, 64, 66) an dem Geberkopf (44)
angebracht ist.
5. Berührungsloser, digitaler Lineargeber nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er als
Inkrementalgeber ausgebildet ist.
6. Berührungsloser, digitaler Lineargeber nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die lichtemittierenden Mittel (42) eine Mehrzahl von Lichtquellen (34, 36, 38, 40) enthalten, die eine Mehrzahl von parallelen Lichtbündeln (88, 96, 100) erzeugen,
- b) die Lichtempfangsmittel (54) eine Mehrzahl von Detektoren (46, 48, 50, 52) enthalten, die von je einem der Lichtbündel (88, 96, 100) beaufschlagt sind, und
- c) das Muster (60, 62, 64, 66) mehrere Spuren enthält, die von je einem der Lichtbündel abtastbar sind, zur digitalen Darstellung der absoluten Position des Schlittens (80).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883837134 DE3837134A1 (de) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | Beruehrungsloser, digitaler lineargeber |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883837134 DE3837134A1 (de) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | Beruehrungsloser, digitaler lineargeber |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3837134A1 true DE3837134A1 (de) | 1990-05-03 |
DE3837134C2 DE3837134C2 (de) | 1990-08-16 |
Family
ID=6366297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883837134 Granted DE3837134A1 (de) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | Beruehrungsloser, digitaler lineargeber |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3837134A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12038310B2 (en) | 2019-11-15 | 2024-07-16 | Renishaw Plc | Encoder apparatus with readhead having circuit board and a folded sheet-metal structure to support a light emitting element |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4103766A1 (de) * | 1991-02-08 | 1992-08-27 | Ernst Dreher | Positionsueberpruefbaren werkstueckanschlag |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2510113A1 (de) * | 1975-03-07 | 1976-09-16 | Siemens Ag | Verfahren und schaltungsanordnung zum digitalen messen einer wegstrecke mit hilfe eines vor- und rueckwaertszaehlers |
DE3037810C2 (de) * | 1980-10-07 | 1982-11-04 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Inkrementale Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
DE2952106C2 (de) * | 1979-12-22 | 1982-11-04 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Lichtelektrische inkrementale Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
-
1988
- 1988-11-02 DE DE19883837134 patent/DE3837134A1/de active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2510113A1 (de) * | 1975-03-07 | 1976-09-16 | Siemens Ag | Verfahren und schaltungsanordnung zum digitalen messen einer wegstrecke mit hilfe eines vor- und rueckwaertszaehlers |
DE2952106C2 (de) * | 1979-12-22 | 1982-11-04 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Lichtelektrische inkrementale Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
DE3037810C2 (de) * | 1980-10-07 | 1982-11-04 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Inkrementale Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12038310B2 (en) | 2019-11-15 | 2024-07-16 | Renishaw Plc | Encoder apparatus with readhead having circuit board and a folded sheet-metal structure to support a light emitting element |
Also Published As
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DE3837134C2 (de) | 1990-08-16 |
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