DE4303161C2 - Photoelektrisches Längen- bzw. Winkelmeßsystem mit einer Einrichtung zur Erfassung von Führungsfehlern - Google Patents
Photoelektrisches Längen- bzw. Winkelmeßsystem mit einer Einrichtung zur Erfassung von FührungsfehlernInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein photoelektrisches
Längen- bzw. Winkelmeßsystem mit einem Teilungsträger, der zur
Erfassung von Führungsfehlern ein Bezugsnormal aus einer
Vielzahl nebeneinander angeordneter, sich in Bewegungsrichtung
des Meßsystems erstreckender Linien, eine sogenannte
Korrekturspur besitzt.
Ein solches Meßsystem ist beispielsweise in der US-PS 4,587,622
beschrieben. Bei dem bekannten Meßsystem besteht die
Korrekturspur ebenso wie die eigentliche Maßstabsspur aus einer
inkrementalen Teilung, d. h. die Bezugsnormal ist ebenfalls
äquidistant geteilt und wird von einem oder mehreren separaten
photoelektrischen Leseköpfen abgetastet. Dieses System ist
wegen der Vielzahl der verwendeten Geberköpfe, die alle eine
separate Lichtquelle, einen Satz von mindestens drei oder vier
Referenzgittern und eine entsprechende Anzahl von Detektoren
zur Erzeugung der phasenverschobenen Meßsignale benötigen, sehr
aufwendig und teuer.
In der US-PS 5,073,710 ist ein inkrementales photoelektrisches
Winkelmeßsystem beschrieben, dessen inkrementale Teilung aus
einer Art Kreuzgitter besteht, wobei das in Meßrichtung längs
verlaufende Muster das auf es auffallende Licht so beugt, daß
das durch die Kreisteilung hindurchgehende Licht in radialer
Richtung auf dem Detektor konzentriert wird. Mit diesem System
ist es jedoch nicht möglich Führungsfehler, beispielsweise
Schlagfehler der Welle des Winkelmeßsystems zu erfassen.
Die DE 35 42 514 C2 zeigt ein Längenmeßsystem, bei dem ein
Inkrementalmaßstab photoelektrisch abgetastet wird. Das
Meßsystem besitzt auch eine Korrektureinrichtung mit der der
seitliche Versatz festgestellt werden kann. Hierzu erstrecken
sich neben dem Inkrementalmaßstab in Bewegungsrichtung Linien,
die zusätzlich mit zwei photoelektrischen Sensoren abgetastet
werden, so daß über die Positionsdifferenz der Sensoren der
seitliche Versatz bestimmt werden kann. Zur Initialisierung der
Korrektureinrichtung sind auch auf dem Maßstab zusätzlich zwei
gegeneinander versetzte plankonvexe Zylinderlinsen vorgesehen,
die von den photoelektrischen Sensoren einfallendes Licht auf
einen linienförmigen Lichtfleck fokussieren und damit einen
Nullimpuls für die beiden photoelektrischen Sensoren geben.
Die DD 2 56 910 A1 zeigt ein Meßsystem mit dem Längen und ,Winkel
gemessen werden. Es sind hierbei auf einem Maßstab wenigstens
zwei sich schneidende Linien vorgesehen, deren Abstand sich mit
fortschreitender Länge bzw. Winkel kontinuierlich vergrößert.
Zur Längen- bzw. Winkelmessung wird hierbei von einer
Sensorzeile der Abstand zwischen den Linien gemessen und
hierüber auf die aktuelle Position der Sensorzeile
zurückgerechnet. Zusätzlich läßt sich durch die
Positionsmessung der Linien auch eine unzulässige seitliche
Abweichung feststellen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Meßsystem der
eingangs genannten Art zu schaffen, das möglichst einfach
aufgebaut ist und dennoch zur Erfassung von
Führungsfehlern bei einer Auflösung im Bereich weniger µm
geeignet ist.
Diese Aufgabe wird gemäß den im Kennzeichen des Anspruchs 1
angegebenen Maßnahmen dadurch gelöst, daß die sich in
Bewegungsrichtung erstreckenden Linien des Bezugsnormals
nach Art eines Gitters mit abbildenden Eigenschaften
ausgebildet sind.
Ein solches abbildendes Gitter fokussiert das auf es
einfallende Licht linienformig in ein Lichtband, das dann
mit relativ hoher Genauigkeit über eine Differenzdiode
abgetastet werden kann. Ein Auswandern des Lichtbands ist
somit ein direktes Maß für den zu erfassenden
Führungsfehler.
Es ist zweckmäßig, wenn der Geberkopf des Meßsystems so
aufgebaut ist, daß er gleichzeitig die inkrementale
Gitterteilung auf dem Maßstab bzw. Teilkreis des Meßsystems
abtastet und das abbildende Gitter des Bezugsnormals dazu.
Ein solcher Geberkopf kann beispielsweise so aufgebaut
sein, daß er Referenzgitter enthält, die das von einer
Lichtquelle kommende Licht in unterschiedliche
Beugungsordnungen zerlegen, wobei dann das in eine
Beugungsordnung abgebeugte Licht die Gitterteilung des
Maßstabs und das in die andere Beugungsordnung abgebeugte
Licht das abbildende Gitter des Bezugsnormals beleuchtet.
Auf diese Weise ist der von der Lichtquelle kommende
Lichtfluß optimal ausgenutzt und es ergibt sich ein sehr
kompakter Aufbau für das Meßsystem.
Setzt man das System für die Abtastung der Teilkreise von
Winkelmeßsystemen ein, dann lassen sich mit relativ
geringem Aufwand zusätzlich zu den Winkelmeßsignalen auch
die Schlagfehler der Drehachse erfassen.
Für die Anwendung bei Winkelmeßsystemen kann es weiterhin
vorteilhaft sein, wenn das Bezugsnormal bzw. ein weiteres
Bezugsnormal mit einem abbildenden Gitter auf die
Stirnseite des Teilkreises aufgebracht ist. Denn damit läßt
sich dann nicht nur der Schlagfehler sondern auch der
Taumelfehler der drehenden Welle auf einfache Weise
erfassen.
Zusätzlich ist es zweckmäßig, ein weiteres Gitter mit
abbildenden Eigenschaften auf dem Teilungsträger
aufzubringen, welches Gitter senkrecht zur
Bewegungsrichtung des Meßsystems geteilt ist. Dieses Gitter
kann zur Erzeugung eines Nullimpulses für die
Initialisierung des Meßsystems benutzt werden, da es ein
quer zur Bewegungsrichtung orientiertes, linienförmiges
Lichtband erzeugt, das ebenfalls von einem geeigneten
Detektor nach Art einer Differenzdiode abgetastet werden
kann. Auch in diesem Falle ist es möglich, das zur
Beleuchtung des weiteren holographischen Gitters benötigte
Licht aus nicht genutzten Beugungsordnungen der
Referenzgitter des eigentlichen inkrementalen Meßsystems
für die Abtastung der Maßstabsspur abzuleiten.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Fig. 1 bis 6 der beigefügten Zeichnungen. Hierbei sind
Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Skizze, die ein
Längenmeßsystem gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2 zeigt die Trägerplatte (3) des Lesekopfs (4) aus
Fig. 1 mit den Referenzgittern über dem
Teilungsträger (1) in vergrößertem Maßstabe;
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Teils
der Komponenten des Lesekopfs (4) zur
Veranschaulichung der von den Referenzgittern
abgebeugten Lichtflüsse;
Fig. 4 ist eine weitere perspektivische Darstellung
eines anderen Teils der wesentlichen Komponenten
des Lesekopfs (4) aus Fig. 1 zur
Veranschaulichung der von den Referenzgittern
abgebeugten Lichtflüsse;
Fig. 5 ist eine vereinfachte perspektivische Skizze
eines Winkelmeßsystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 6a zeigt ein Segment des Teilkreises (11) aus Fig. 5
in Aufsicht in vergrößertem Maßstab;
Fig. 6b zeigt das Segment aus Fig. 6a in Ansicht auf die
Stirnseite des Teilkreises.
Das in Fig. 1 dargestellte photoelektrische Längenmeßsystem
besitzt als Teilungsträger einen Glasmaßstab (1), auf dein
nebeneinander die eigentliche inkrementale Teilung (2) und
ein Bezugsnormal (5) zur Erfassung von Führungsfehlern
aufgebracht sind. Das Bezugsnormal (5) besteht aus einem
sich in Bewegungsrichtung erstreckenden Liniengitter mit
abbildenden Eigenschaften. Ein solches Gitter ist ein
binäres optisches Element ähnlich einem sogenannten
Fresnelzonenmuster wie von A.W. Lohmann und D.P. Paris in
Applied Optics, Vol. 6, No. 9 (September 1967) auf Seite
1567 beschrieben.
Zur Abtastung der Gitterteilung (2) und des
Bezugsnormals (5) dient ein einziger photoelektrischer
Lesekopf (4), der in einem Abstand von wenigen mm über dem
Teilungsträger angeordnet ist. Der Lesekopf (4) enthält
neben einer Lichtquelle eine Trägerplatte (3) auf der sich
die Referenzgitter des photoelektrischen Meßsystems
befinden. Die Anordnung dieser acht Referenzgitter (G1-G4
und G1′-G4′) sowie der den Gittern zugeordneten
Detektoren (D1-D4) geht aus der vergrößerten Darstellung
nach Fig. 2 hervor. Es handelt sich hierbei um ein
Meßsystem wie es von der Anmelderin in der am gleichen Tage
eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel
"Photoelektrisches Längen- bzw. Winkelmeßsystem"
beschrieben und in den Fig. 8 und 9 dieser Anmeldung
dargestellt ist. Auf den Inhalt der genannten Anmeldung
wird ausdrücklich Bezug genommen. Detailliertere Angaben
über den Aufbau des Geberkopfes sind deshalb an dieser
Stelle entbehrlich.
Die Referenzgitter (G) auf der Trägerplatte (3) beugen das
auf sie auffallende Licht - dies ist in Fig. 3 durch die
mit (W) bezeichnete ebene Wellenfront symbolisiert -
jeweils paarweise in der +1. Beugungsordnung auf einen
gemeinsamen Bereich der inkrementalen Maßstabsteilung (2).
Der reflektierte Lichtstrom trifft den photoelektrischen
Detektor (D3), der den Gittern (G3 und G3′) zugeordnet ist,
und das dort entstehende Interferenzmuster wird bei
Verschieben des Teilungsträgers (1) in Längsrichtung in ein
zyklisches Signal gewandelt.
Das von den beiden Gittern (G3 und G3′) in die
entgegengesetzte -1. Beugungsordnung abgebeugte Licht
hingegen fällt auf das abbildende Gitter des
Bezugsnormals (5). Das Gitter ist so berechnet, daß es die
einfallenden parallelen Lichtbündel in zwei scharfe
Lichtbänder fokussiert, wobei diese Lichtbänder parallel
zur Maßstabsrichtung ausgerichtet sind. In der Ebene dieser
beiden linienförmigen Foki sind zwei Detektoren (D5) und
(D6) nach Art von Differenzdioden angeordnet. Bei einem
seitlichen Auswandern des Teilungsträgers (1) bewegen sich
die beiden linienförmigen Foki über die photoempfindlichen
Flächen der Differenzdioden (D5) und (D6) und erzeugen
damit entsprechende Signale, die das Ausmaß der seitlichen
Bewegung charakterisieren und deshalb ein Maß für den
translatorischen Führungsfehler darstellen. Da die beiden
Detektoren in Maßstabsrichtung zueinander versetzt sind,
ist es bei geeigneter Verknüpfung der Ausgangssignale
außerdem möglich, rotatorische Führungsfehler um eine Achse
senkrecht zur Maßstabsoberfläche zu erfassen. In diesem
Zusammenhang wird auf die eingangs zum Stand der Technik
genannte US-PS 4587622 verwiesen.
In Fig. 4 ist ein weiterer Teil der auf der
Trägerplatte (3) aufgebrachten Komponenten dargestellt. Es
handelt sich hierbei um das Gitterpaar (G4) und (G4′), das
die einfallende ebene Wellenfront (W) in +1. Ordnung in
Richtung auf den von beiden Gittern des Paares (G4, G4′)
gemeinsam beleuchteten Bereich der inkrementalen
Maßstabsteilung (2) abbeugt. Das von der Maßstabsteilung
(2) reflektierte Licht interferiert in der Ebene des dem
Gitterpaar (G4, G4′) zugeordneten Detektors (D4). Das
Gitterpaar (G4, G4′) ist mit Bezug auf das Gitterpaar
(G3, G3′) aus Fig. 3 um ein Viertel seiner Gitterteilung
oder ein Vielfaches davon verschoben, so daß der
Detektor (D4) im Vergleich zum Detektor (D3) ein um 90°
oder ein Vielfaches davon phasenverschobenes Meßsignal
erzeugt. Zur näheren Erläuterung wird auch hier wieder auf
die gleichzeitig eingereichte Anmeldung der Anmelderin mit
dem Titel "Photoelektrisches Längen- bzw. Winkelmeßsystem"
verwiesen.
Das vom Gitter (G4′) in die -1. Beugungsordnung abgebeugte
Licht fällt bei geeigneter Stellung des Teilungsträgers (1)
auf ein zweites Gitter (7) mit abbildenden Eigenschaften.
Dieses Gitter (7) besteht ebenso wie das des Bezugsnormals
(5) aus einem quasiperiodischen, nicht äquidistant
geteilten Gitter.
Das Gitter (7) fokussiert das auffallende Licht
linienförmig in ein Lichtband, das senkrecht zur
Bewegungsrichtung des Teilungsträgers (1) ausgerichtet ist.
In der Ebene dieses linienförmigen Fokus ist ein weiterer
Detektor (D7) angeordnet, der ebenfalls nach Art einer
Differenzdiode aufgebaut ist und das sogenannte
Nullimpulssignal generiert. Das geschieht immer dann, wenn
im Zuge der Maßstabsbewegung das Gitter (7) unter dem
Detektor (D7) vorbeiwandert und der linienförmige Fokus des
Lichtbandes den Detektor (D7) überstreicht.
Die Gitter (5) und (7) können beispielsweise als
Computerhologramm derart berechnet werden, daß das
auffallende Licht in eine Linie mit einer bestimmten Breite
fokussiert wird. Aus dem Computerhologramm läßt sich dann
z. B. mit elektronenstrahllithographischen Verfahren eine
Chrommaske herstellen. Diese Maske kann dann bereits bei
der Herstellung der inkrementalen Maßstabsteilung (2) im
Zuge des gleichen Herstellprozesses ohne Zusatzkosten auf
den Teilungsträger (1) mit aufbelichtet werden.
Bei der Berechnung des abbildenden Gitters für das
Bezugsnormal (5) kann so vorgegangen werden, daß man zuerst
eine binäre Struktur bestimmt, die zur punktförmigen
Abbildung eines Lichtpunktes geeignet ist. Eine solche
Struktur besteht aus konzentrischen quasiperiodischen,
nicht äquidistant geteilten Kreisringen und besitzt für den
symmetrischen Fall, d. h. für den Fall, daß sie nur abbildet
und den Hauptstrahl nicht umlenken muß, im Zentrum die
Liniendichte null. Das bedeutet, daß die 1. Ableitung der
Linienzahl nach dem Radius der Struktur im Zentrum
verschwindet. Entsprechend besitzt die Struktur nur die
Mindestanzahl der für die Abbildung erforderlichen Linien
in fertigungstechnische gut handhabbaren Abständen.
Aus dieser Struktur wird dann anschließend das parallele
Liniengitter des Bezugsnormals (5) erzeugt, indem die
berechneten Abstände und Breiten der Kreisringe für das
Liniengitter übernommen werden, d. h. die Kreisringe der
Struktur werden durch ihre Tangenten ersetzt, die sich in
Meßrichtung des Maßstabs (1) erstrecken. Das so gewonnene
Liniengitter bildet einen Lichtpunkt in ein scharfes
Lichtband ab und hat insofern ähnliche
Abbildungseigenschaften wie eine Zylinderlinse.
Detailliertere Angaben für die Berechnung und Herstellung
von binären optischen Elementen werden beispielsweise von
G.J.Swanson im "Technical Report 854" des Lincoln
Laboratory, Massachusetts Institute of Technology, mit dem
Titel "Binary Optics Technology: The Theory and Design of
Multi-Level Diffractive Optical Elements" vom
14. August 1989 gemacht.
Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Winkelmeßsystem
besteht aus einem Teilkreis (11) und zwei speziellen
Leseköpfen (14) und (15). Der Lesekopf (14) ist ähnlich
aufgebaut wie der Lesekopf (4) im Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 bis 4. Dieser Lesekopf tastet die inkrementale
Teilung (12) des eigentlichen Winkelmeßsystems und das
Gitter des daneben aufgebrachten Bezugsnormals (15) auf dem
Teilkreis (11) ab. Die Bezugsnormal (15) besteht aus einer
Schar sich in Bewegungsrichtung erstreckender
konzentrischer Gitterlinien. Sie wird in gleicher Weise
hergestellt wie das Gitter des Bezugsnormals (5) im
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4, jedoch mit dein
Unterschied, daß die Gitterlinien entsprechend dem Radius
des Teilkreises gekrümmt verlaufen. Entsprechend besitzt
auch das Gitter des Bezugsnormals (15) abbildende
Eigenschaften.
Das Signal des betreffenden Detektors, d. h. der
Differenzdiode, auf die das von dem Bezugsnormal (15)
fokussierte Lichtband auffällt, dient zur Erfassung des
Schlagfehlers der Welle, mit der das Winkelmeßsystem
verbunden ist. Um diesen Schlagfehler unabhängig vom
Exzenterfehler ermitteln zu können, ist im zweiten
Lesekopf (24), der um 90° bezogen auf die Achse des
Winkelmeßsystems versetzt zum Lesekopf (14) angeordnet ist,
eine zweite Differenzdiode und eine Lichtquelle enthalten,
die von dem Gitter des Bezugsnormals (15) ebenfalls in ein
linienförmiges Band auf dem zweiten Detektor abgebildet
wird. Die beiden um 90° zueinander versetzten Stellen, an
denen das Bezugsnormal (15) abgetastet wird, sind in der
Darstellung nach Fig. 6a mit (20) und (21) bezeichnet.
Zusätzlich ist auf die Stirnseite des Teilkreises (11) ein
zweites Bezugsnormal (16) aufgebracht. Diese Bezugsnormal
(16) dient zur Erfassung des Taumelfehlers des
Winkelmeßsystems. Es wird ebenfalls an zwei um 90° bezogen
auf die Achse des Winkelmeßsystems beabstandenden Stellen
abgetastet (Fig. 6a und 6b). Hierzu ist in dem
Lesekopf (24) eine separate Lichtquelle (18) enthalten, die
von dem Gitter des stirnseitigen Bezugsnormals (16) in ein
linienförmiges Lichtband auf einer weiteren
Differenzdiode (19) abgebildet wird. In gleicher Weise
enthält der Lesekopf (14) eine Lichtquelle (28), die vom
Gitter des Bezugsnormals (16) in ein Lichtband auf einer
Differenzdiode (29) abgebildet wird. Mit Hilfe der Signale
der beiden Differenzdioden (19) und (29) läßt sich nun sehr
einfach der Taumelfehler des Meßsystems erfassen, da sich
im Zuge der Taumelbewegung das auf die
Detektoren (19) und (29) abgebildete Lichtband verschiebt.
Die von den Referenzdioden (18) und (19) abgegebenen
Signale entstehen durch eine Faltung des von dem Gitter des
Bezugsnormals (16) abgebildeten Lichtbandes mit der
Kennlinie der Differenzdiode. Da es sich hierbei um ein
analoges Signal handelt, ist es wichtig, die Intensität der
Lichtquellen (18) und (28) konstant zu halten. Gleiches
gilt für die Lichtquellen, mit denen das erste Bezugsnormal
(15) beleuchtet wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei
einer Intensitätsregelung von besser als 1% über einen
Meßweg von 100 µm Meßgenauigkeiten für den Taumelfehler
bzw. Schlagfehler von besser als 1 µm erzielen lassen.
An dieser Stelle soll noch betont werden, daß für das in
Fig. 5 bis 6 dargestellte Winkelmeßsystem nur ein einziger
Abtastkopf benötigt wird, der die inkrementale Teilung (12)
liest. Bisher bekannte Winkelmeßsysteme benötigen dann,
wenn der Schlagfehler miterfaßt werden soll, mindestens
drei, oft vier Leseköpfe, mit denen die inkrementale
Teilung des Teilkreises an entsprechend vielen Stellen
abgetastet wird. Es sind aber gerade diese Leseköpfe für
die Inkrementalteilung, die sehr aufwendig sind aufgrund
der darin enthaltenen Gegengitter und Detektoren zur
Erzeugung von drei bis vier phasenverschobenen Signalen
bzw. Impulsfolgen. Hingegen kann zur Abtastung der
Bezugsnormale (15) und (16) mit ganz einfachen Mitteln,
nämlich einer Lichtquelle und einer Differenzdiode als
Detektor gearbeitet werden, wodurch das Winkelmeßsystem
deutlich weniger aufwendig wird. Zudem kann zusätzlich der
Taumelfehler erfaßt werden, was bei üblichen
Winkelmeßsystemen nicht ohne weiteres der Fall ist.
Wie Fig. 6a deutlich zeigt, trägt auch der Teilkreis (11)
eine sogenannte Nullimpulsmarke in Form eines weiteren
Gitters (17) mit abbildenden Eigenschaften. Zu dessen
Funktion wird im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiels
nach Fig. 1 bis 4 verwiesen. An dieser Stelle soll noch
erwähnt werden, daß es natürlich auch möglich ist, mehrere
Nullimpulsmarken sowohl auf dem Teilkreis (11) als auch auf
dem Maßstab (1) nach Fig. 1 bis 4 aufzubringen. Diese
Neuimpulsmarken können auch codiert werden, so daß eine
eindeutige Zuordnung des Signals zur Absolutposition auf
dem Maßstab bzw. Teilkreis möglich ist. Beispielsweise kann
eine Intensitätscodierung gewählt werden indem die
abbildenden Gitter der verschiedenen Nullimpulsmarken so
berechnet werden, daß sich für das auf den Detektor
abgebildete Lichtband jeweils unterschiedliche Breiten
ergeben. Entsprechend sieht der Detektor je nach
Nullimpulsmarke unterschiedliche Signalintensitäten und
sein Ausgangssignal, der eigentliche Nullimpuls kann über
entsprechend gesetzte Triggerschwellen der Position der
Marke zugeordnet werden.
Claims (9)
1. Photoelektrisches Längen- bzw. Winkelmeßsystem mit einem
Teilungsträger (1, 11), der zur Erfassung von
Führungsfehlern ein Bezugsnormal mit einer Vielzahl
nebeneinander angeordneter, sich in Bewegungsrichtung des
Meßsystems erstreckender Linien (5, 15) besitzt, wobei die
sich in Bewegungsrichtung erstreckenden Linien nach Art
eines Gitters mit abbildenden Eigenschaften ausgebildet
sind und das abbildende Gitter das von einer Lichtquelle
kommende Licht in einen linienförmigen Lichtfleck bzw.
Lichtband auf einen oder mehrere Detektoren (D5, D6, 19,
29) fokussiert.
2. Meßsystem nach Anspruch 1, wobei als Detektor eine
Differenzphotodiode verwendet ist.
3. Meßsystem nach Anspruch 1, wobei ein Geberkopf (4, 14) des
Meßsystems eine inkrementale Gitterteilung (2, 12) auf dem
Teilungsträger (1, 11) des Meßsystems abtastet und der
Geberkopf (4, 14) Referenzgitter (G1-G4, G1′-G4′)
enthält, die das von einer Lichtquelle kommende Licht in
unterschiedliche Beugungsordnungen zerlegen, und wobei
ferner bei mindestens einem Referenzgitter (G3, G3′) das
in eine erste Beugungsordnung (+1) abgebeugte Licht auf
die inkrementale Gitterteilung (2, 12) fällt und das in
die andere Beugungsordnung (-1) abgebeugte Licht auf das
Gitter (5, 15) mit abbildenden Eigenschaften fällt.
4. Photoelektrisches Winkelmeßsystem nach Anspruch 1, wobei
zur Winkelmessung und zur Erfassung der Schlagfehler der
Drehachse ein erster Geberkopf (14) vorgesehen ist, der
eine inkrementale Teilung (12) des Winkelmeßsystems und
das daneben auf dem Teilungsträger (11) aufgebrachte
abbildende Gitter des Bezugsnormals (15) abtastet, sowie
ein weiterer Geberkopf (24), der das Bezugsnormal (15) an
einer anderen Stelle (21) abtastet.
5. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das
abbildende Gitter des Bezugsnormals (5, 15) neben der
inkrementalen Gitterteilung (2, 12) des Meßsystems in der
gleichen Ebene auf den Teilungsträger (1, 11) aufgebracht
ist.
6. Meßsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei das
abbildende Gitter eines Bezugsnormals (16) stirnseitig auf
einen als Teilkreis ausgebildeten Teilungsträger (11)
aufgebracht ist.
7. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
zusätzlich mindestens ein weiteres Gitter (7) mit
abbildenden Eigenschaften auf dem Teilungsträger (1, 11)
aufgebracht ist, welches weitere Gitter (7) senkrecht zur
Bewegungsrichtung des Meßsystems geteilt ist und das
auffallende Licht in einen linienförmigen Lichtfleck bzw.
Lichtband auf einen Detektor (D7) zur Erzeugung eines
Nullimpulses abbildet.
8. Meßsystem nach Anspruch 7, wobei auf den Teilungsträger
mehrere senkrecht zur Bewegungsrichtung des Meßsystems
geteilte abbildende Gitter zur Erzeugung von Nullimpulsen
aufgebracht sind und sich die Gitter in ihren
Abbildungseigenschaften unterscheiden.
9. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das
abbildende Gitter ein binäres optisches Element ist.
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1993
- 1993-02-04 DE DE19934303161 patent/DE4303161C2/de not_active Expired - Fee Related
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US6907372B1 (en) | 1999-09-16 | 2005-06-14 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Device for position indication and detection of guidance errors |
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