DE8915635U1 - Positionsmeßeinrichtung - Google Patents
PositionsmeßeinrichtungInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
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- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
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Description
ti
Die Erfindung betrifft eine Positionsmeßeinrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Positionsmeßeinrichtungen werden insbesondere
bei Bearbeitungsmaschinen zur Messung der Relativlage eines Werkzeuges bezüglich eines zu
bearbeitenden Werkstücke eingesetzt.
Bei Meßeinrichtungen mit einer Abtasteinheit, die an einer Hilfeführung geführt ist, die von der Führung
der beiden Objekte in Form der Maschinenteile getrennt angebracht ist, ist eine gelenkige Ankopplung
an das zu messende Objekt bzw. an einen daran angeordneten Mitnehmer unerläßlich.
15
15
In der DE-PS 26 11 459 ist eine Positionsmeßeinrichtung
beschrieben, bei der eine Abtasteinheit zur Abtaetung der Teilung ein·· Tellungeträgere an
einer von der Führung der zu messenden Objekte
unabhängigen Hilfsführung verschiebbar und an einen Mitnehmer über eine in Meßrichtung steife Kupplung
gelenkig angekoppelt ist. Der erste Kupplungsteil dieser Kupplung besteht aus einer Planfläche an der
Abtasteinheit, die mit einer sphärischen Fläche des zweiten Kupplungsteils am Mitnehmer mittels einer
Feöer is stühidigea Konrai'ct ?teht. Bei dieser Ankcpplungsart
treten jedoch durch Parallelversatz und Winkelfehler zwischen der Führung der beiden
Objekte und der Hilfsführung Relativbewegungen zwischen der Planfläche und der sphärischen Fläche
auf, die durch die auftretende Gleitreibung zii einem
Verschleiß dieser beiden Kupplungsteile führen und damit Meßungenauigkeiten zur Folge haben, die
bei hochpräzisen Positionsmeßeinrichtungen nicht mehr tolerierbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Positionsmeßeinrichtung der genannten Gattung Ver-Schleißerscheinungen
zwischen den beiden Kupplungsteilen bei auftretenden gegenseitigen Relativbewegungen
und dadurch bedingte Meßungenauigkeiten aufzuschließen.
25' Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruches 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß durch da« Vorsehen wenigstens einer Kugel zwischen den ebenen Platten der
beiden Kupplungeteile krfiuö Gleitreibung und damit
kein Verschleiß an den beiden Kupplungeteilen aehr
auftreten kann, so daß die Meßgenauigkeit und die Meßsicherheit nicht beeinträchtigt werden.
I · · ft t · *
Vorteilheft· Ausbildungen dar Erfindung antnimnt
man den UntaranaprQehan.
Auaführunaabaiipiala dar Erfindung werden anhand
dar Zeichnung näher erläutert.
Ea zeigen
richtung ait siftsr Ärsten Kupplung
in ainar teilwaiae geschnittenen Seitenansicht,
Figur 2 die erate Positionsmeßeinrichtung
in einer teilweise geschnittenen Draufsicht,
Figur 3 eine zweite Positionsmeßeinrichtung
nit einer zweiten Kupplung in einer Seitenansicht in einen Ausschnitt und
tung in einer üraufaicht in 25' Ausschnitt.
In den Figuren 1 und 2 ist eine erate Positionsneßeinrichtung in einer teilweise geschnittenen
Seitenansicht und Draufsicht gezeigt, deren Gehäuse 1 an einem Schlitten 2 einer nicht dargestellten
Bearbeitungsmaschine in beliebiger Weise befestigt ist. Auf einem Steg 3 im Inneren des Gehäuse« 1 ist
mittels einer Klebeschicht 4 ein Teilungsträger 5 angebracht, dessen Teilung 6 von einer Abtasteinheit
7 in beliebiger bekannter Weise abgetastet wird.
Am Bett 8 der Bearbeitungsmaschine ist mittels
Sehrauben 9 ein doppelschwertförmiger Mitnehmer 10 befestigt, der durch einen von zwei Dichtlippen 11
verschlossenen Längsschlitz 12 des Gehäuses 1 hindurchgreift
und über eine erste Kupplung 13 mit der Abtasteinheit 7 verbunden ist. Die Abtasteinheit 7
ist mittels Rollen 14 auf zwei Oberflächen des Teilungsträgere 5 geführt, die eine von einer Führung
19 des Schlitten 2 bezüglich des Betts 8 unabh*n«i«e
Hilfsführuns ?ür die Abt»*teinheit 7 bilden.
Der Schlitten 2 und das Bett 8 der Bearbeitungemaschine stellen die beiden Objekte dar, deren
Relativlage in Meßrichtung X gemessen werden soll.
Die Kupplung 13 besteht aus einem ersten Kupplungsteil 13a in Form einer an der Abtasteinheit 7 befestigten
ersten ebenen Platte und aus einem zweiten Kupplungsteil 13b in Form einer am Mitnehmer 10
befestigten zweiten ebenen Platte; die einander zugewandten Plattenebenen der beiden Platten 13a,
13b aus Hartmetall verlaufen parallel zueinander und senkrecht zur Meßeinrichtung X. Zwischen den
beiden pa!r*llele« ?l*ltenahenan der beiden Platten
13a, 13b befindet sich ein dritter Kupplungsteil
25* 13c in Form einer Kugel, die mittels zweier Zugfedern 15 in ständigem Kontakt mit den beiden Plattenebenen
steht. Um ein Herausfallen der Kugel 13c durch Maschinenerschütterungen zu verhindern und um
die Kugel 13c stets in der richtigen Lage zu halten, wird sie in einem Käfig 13d gehalten, der sich
zwischen den beiden Plattenebenen befindet und mittels zweier elastischer Elemente 17 in Form dünner
Drähte quer zur Meßrichtung X beweglich gehalten wird, die im Mitnehmer 10 und im Käfig 13d befestigt
sind. Die beiden Zugfedern 15 durchsetzen den
• · » · · Ii
Käfig 13d durch Bohrungen 16 und sind im Mitnehmer 10 und in der Abtasteinheit 7 befestigt.
In nicht gezeigter Heise können die beiden elastisehen
Elemente 17 auch in der Abtasteinheit 7 und im Käfig 13d befestigt sein. Ferner kann der Käfig
13d auch mittels zweier elastischer Elemente 17 gehalten sein, die endseitig in der Abtasteinheit 7
bzw. im Mitnehmer 10 befestigt und im Mitnehmer 10 bzw. in der Abtasteinheit 7 sowie in ihrer Mitte im
Käfig 13d gelagert sind; in diesem Fall müssen die freien Längen der beiden elastischen Elemente 17 zu
beiden Seiten des Käfigs 13d gleich sein.
Bei der Meßbewegung der Abtasteinheit 7 bezüglich der Teilung 6 des Teilungsträgers 5 treten durch
Parallelversatz und Hinkelfehler zwischen der Führung 19 der beiden Objekte 2, 8 und der Milfsführung
für die Abtasteinheit 7 Relativbewegungen zwisehen der Abtasteinheit 7 und dem Mitnehmer 10 und
damit zwischen der ersten ebenen Platte 13a und der zweiten ebenen Platte 13b der Kupplung 13 auf, die
jedoch zu keinem Verschleiß der beiden Kupplungsteile 13a, 13b durch Gleitreibung führen, da die
Kugel 13c frei zwischen den beiden ebenen Platten 13a, 13b rollen kann. Die elastischen Elemente 17
müssen so dimensioniert und der Käfig 13d so ausgebildet sein, daß sie die Rollbewegung der Kugel
13c nicht wesentlich behindern.
In den Figuren 3 und 4 ist in einem Ausschnitt eine zweite Positionsmeßeinrichtung mit einer zweiten
Kupplung 23 in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht dargestellt. Diese Kupplung 23 besteht
aus einem ersten Kupplungsteil 23a in Form zweier erster ebener Platten, die auf der Vorderseite
'•4 ■··<· «I ,1
eines Trägerkörpers 24 in einer Ebene angebracht sind, und aus einem zweiten Kupplungsteil 23b in
Form zweier am Mitnehmer 10 in einer Eb*me befestigter
zweiter ebener Platten; die einander zugewandten Plattenebenen des ersten Plattenpaares
23a und des zweiten Plattenpaares 23b aus Hartmetall verlaufen parallel zueinander und senkrecht
zur Meßrichtung X. Zwischen je zwei zusammenwirkenden Platten 23a, 23b befindet sich ein drittes
Kupplungsteil 23c in Form einer Kugel, die mittels zweier Zugfedern 25 in ständigem Kontakt mit den
beiden zugehörigen Plattenebenen stehen. Die beiden Kugeln 23c mit ihren beiden jeweils zugehörigen
Platten 23a, 23b sind zu beiden Seiten der Teilung 6 an den Schmalseiten des Teilungsträgers 5 in Höhe
seiner neutralen Ebene 30 angeordnet; die neutrale Ebene 30 verläuft parallel zur Ebene der Teilung 6
durch die Mittelachse (neutrale Faser) des Teilungsträgers 5 in Meßrichtung X.
Um ein Herausfallen der beiden Kugeln 23c durch Maschinenerschütterungen zu vermeidet und um die
beiden Kugeln 23c stets in der richtigen Lage zu halten, sind sie in einem gemeinsamen Käfig 23d
gehalten, der sich zwischen den vier Platten 2jrd,
23b befindet und mittels zweier elastischer Elemente 27 in Form dünner Drähte quer zur Meßrichtung X
beweglich gehalten wird, die endseitig ^ &tgr;&eegr; Mitnehmer
10 befestigt und im Trägerkörper 24 des ersten Kupplungteils 23a sowie in ihrer Mitte im Käfig 23d
gelagert sind, so daß bei Relativbewegungen zwischen dem Mitnehmer 10 und der Abtasteinheit 7 bzw.
dem Trägerkörper 24 der Käfig 23d den gleichen Weg
wie die Kugeln 23c zurücklegt und 5?omit keine Kräfte
auf die Kugeln 23c ausübt; die freien Längen der beiden elastischen Elemente 27 sind zu beiden
. III
Seiten des Käfigs 23d gleich. Die vier Zugfedern 25 sind im Mitnehmer 10 und im Trägerkörper 24 des
ersten Kupplungsteil 23a befestigt. Der Trägerkörper
24 selbst ist mittels einer Blattfeder 31 als Gelenk mit der Abtasteinheit 7 verbunden; diese
Blattfeder 31 verläuft senkrecht zur neutralen Ebene 30 in Meßrichtung X und besitzt somit einen
rotatorischen Freiheitsgrad mit einer Drehachse senkrecht zur neutralen Ebene 30. In nicht gezeigter
Heise kann der Trägerkörper 24 auch ohne diese Blattfeder 31 starr an der Abtasteinheit 7 befestigt
sein.
Die Anordnung der beiden Kugeln 23c in der neutralen
Ebene 30 bewirkt zusätzlich, daß bei Verbiegungen des Teilungsträgers 5 mit der außerhalb der
neutralen Ebene 30 liegenden Teilung 6 keine Meßungenauigkeiten auftreten.
Claims (10)
1. Positionsmeßeinrichtung zur Messung der
tivl&ge zweier Objekte, bei der die Teilung
eines mit dem einen Objekt verbundenen Teilungsträgers von einer Abtasteinheit abgetastet
wird, die am anderen Objekt oder an einem daran angebrachten Mitnehmer über eine in Meßrichtung
steife Kupplung gelenkig angekoppelt und an einer von der Führung der zu messenden Objekte
unabhängigen Hilfeführung verschiebbar ist, und bei der die Kupplung sich kontaktierende Kupplungsteile
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Kupplungsteil (13a, 23a) mit wenigstens einer ersten ebenen Fläche mit der
Abtasteinheit (7) und ein zweites Kupplungsteil (13b, 23b) mit wenigstens einer zweiten ebenen
Fläche mit dem Objekt (2) oder mit dem Mitnehmer (10) verbunden sind, daß zwischen dem ersten
Kupplungeteil (13a, 23a) und dem zweiten Kupplungsteil (13b, 23b) ein dritten Kupplungsteil
(13c, 23c) in Form wenigstens einer Kugel vorgesehen ist und daß die wenigsten· eine Kugel
(13c, 23c) mit den quer zur Meßrichtung X verlaufenden ebenen Flächen der beiden Kupplungsteile
(13a, 13b, 23a, 23b) in ständigem
Kontakt steht.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Kugel (13c,
23c) durch ein Haltemittel (13d, 23d) in einer bestimmten Lage gehalten ist.
3. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (13a) in Form einer er&tsm ebenen
-Platte starr an der Abtasteinheit (7) und dss
zweite Kupplungsteil (13i>< Ie 7cria slaer zweiten
ebenen Platte starr am Mitneir-.er (IC) befestigt sind, daß eine Kugel (13c) zwischen de»
beiden «benen Platten (13a, 13b) mit denselben
mittels Z15.3r.edem- (IS) in ständigem Kontakt
steht und daß £-« Haltemittel (13d) für die Kugel
il3e) aus einem Käf-g zwischen den beiden ebenen Platten {!■£§., * 3b) besteht, der durch
elastische Elemente (17) quer zur Meßrichtung X beweglich gehalten ist.
4. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungeteil
(23a) in Form zweier erster ebener Platten über ein Gelenk (31) mit einem rotatoriechen
Freiheitagrad mit der Abtasteinheit (7) verbunden und das zweite Kupplungsteil (23b) in
Form zweier zweiter ebener Platten starr am Mitnehmer (10) befestigt sind, daß zwei Kugeln
(23c) jeweils zwischen zwei ebenen Platten (23 ft* 23b) mit denselben mittels Zugfedern (25) in
st&ndigem Kontakt stehen und daß das Haltemittel (23d) für die beiden Kugeln (23c) aus einem
gemeinsamen Käfig zwischen den ebenen Platten (23a« 23b) besteht, der durch elastische EIement·
(27) quer zur Meßrichtung X beweglich gehalten ist.
1 !«111 » » f
5- Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (31) aus einer Blattfeder
besteht, die senkrecht zur Teilung (6) in Meßrichtung X angeordnet ist.
6. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (17) aus
dünnen Örähten besis&er.. die im Mitnehmer (10)
oder in der Abtasteinheit (7) sowie im Käfig (13d) befestigt sind.
7. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet.
t daß die elastischen Elemente (17) endseitig in der Abtasteinheit (7) bzw. im Mitnehiaer
(10) befestigt und im Mitnehmer (10) bzw. in der Abtasteinheit (7) sowie in ihrer
Mitte im Käfig (13d) gelagert sind.
8. Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die elastischen Elemente (27) endseitig in einem Trägerkörper (24) für die
beiden ersten ebenen Platten (23a) bzw. im Mitnehmer (10) befestigt und im Mitnehmer (1-0)
bzw. im Trägerkörper (24) sowie in ihrer Mitte in Käfifi (23d) gelagert sind.
9. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Mitnehmer
(10) und mit der Abtasteinheit (7) verbundenen elastischen Elemente (17) die gleichen
freien Langen zu beiden Seiten des Kifigs (13d) aufweisen.
10. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nit den Mitnehmer
(io) und mit dem TrSgerkorper (24)
-11 -
verbundenen elaatischen Elemente (27) die gleichen freien Langren zu beiden Seiten dea Käfige
(23d) aufwaiaen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8915635U DE8915635U1 (de) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | Positionsmeßeinrichtung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8915635U DE8915635U1 (de) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | Positionsmeßeinrichtung |
DE3908260A DE3908260C1 (de) | 1989-03-14 | 1989-03-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8915635U1 true DE8915635U1 (de) | 1990-12-06 |
Family
ID=25878798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8915635U Expired - Lifetime DE8915635U1 (de) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | Positionsmeßeinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8915635U1 (de) |
-
1989
- 1989-03-14 DE DE8915635U patent/DE8915635U1/de not_active Expired - Lifetime
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